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BIOENERGETICA (generalità) - Coggle Diagram
BIOENERGETICA (generalità)
Energia libera di Gibbs
= energia che si può ancora trasformare in qualcosa
all' equilibrio delta G = 0
Flusso metabolico
= il prodotto di un metabolismo viene consumato subito in modo da non inibire a feedback il metabolismo stesso ----> si cerca di mantenere lontane le reazioni dalle loro condizioni di equilibrio
Reazioni accoppiate
= devono avere un metabolita intermedio e un delta G comparabile ( se è in eccesso viene dissipato in calore e la cellula si può surriscaldare)
ATP
= sfrutta legami energetici tra i gruppi fosfato in quanto instabili per via delle repulsioni elettrostatiche. E' una molecola a MEDIA energia, la rottura dei legami P è favorita da formazioni di molecole più stabili e più solubili
Serve ad attivare molecole in modo tale da poterle inserire in un metabolismo
Non si può accumulare (perchè bloccherebbe a feedback la sua sintesi) né consumare tutto il glucosio per produrlo (perchè serve anche per anabolismi)
CARICA ENERGETICA ADENILATO
= quantità di ATP carico e scarico (ATP - ADP - AMP), in condizioni di benessere è 0,93. Se aumenta aumentano gli anabolismi, se diminuisce aumentano i catabolismi
Si può sintetizzare anche a partire da GTP, ADP, AMP tramite chinasi
Miochinasi
= nel muscolo produce ATP e AMP a partire da 2 ADP. L'AMp deve essere deaminato (sennò blocca a feedback la reazione) in IMP, liberando ammanicata che serve a tamponare l'acidità prodotta dall'acido lattico
Interviene in diverse reazioni
Cede gruppi P
Cede AMP per attivare enzimi
Cede adenosina per sintesi SAM
Cede pirofosfati per sintesi nucleotidi
Molecole ad alta energia
= legami molto instabili
1,3 bifosfoglicerato
= deriva da gliceraldeide-3-fosfato, l'aldeide viene trasformata in carbossile ma, visto che si libererebbe troppa energia, al carbossile si lega un gruppo fosfato
Fosfoenolpiruvato
= struttura forzata dalla presenza di gruppo carbossilico con carica negativa, gruppo fosfato e un doppio legame --> il gruppo fosfato si stacca e si stabilizza per risonanza, anione enolpiruvico diventerà privato
Fosfocreatina
= derivato amminoacidi nelle cellule muscolari, riserva di energia libera nel citosol che ha vantaggio di non bloccare a feedback la sintesi di ATP
Succinil-coA
= il legame energetico è il legame tioestereo tra acido succinto e il coenzima A
Reazione redox
= l'ossidazione di molecole ridotte fino alla riduzione dell'ossigeno genera passaggio di elettrone che è la fonte di energia dei catabolismi, negli anabolismi avviene l'inverso cioè la riduzione
carboidrati e lipidi sono le molecole più ridotte ---> NADH e FADH2 ---> acidi metabolici ---> ossigeno
Step ossidativi
deidrogeazione
idratazione (no redox)
gruppo carbonilico
gruppo carbossilico
CO2
Trasferimento di elettroni
Trasferimento atomi interi di H tramite FAD/FADH2
Trasferimento ioni idruro tramite NAD/NADH
Trasferimento diretto elettroni tramite atomi metallici (accettano solo elettroni e solo uno alla volta)
Conezima Q e flavoproteine
NAD/NADH
deriva da niacina, sintetizzata da triptofano ----> bassa biodisponibilità perchè il triptofano sintetizza anche serotonina e melatoninain modo molto più abbondante
Può legare ione idruro (2 elettroni e 1 H+)
Lega INSIEME due elettroni (un elettrone forma il legame con l'idrogeno, l'atro bilancia la carica positiva su N)
Trasporta più energia rispetto al FAD (perchè crea legami tra C e O che hanno differenza di elettronegatività più alta rispetto a C e H)
La quantità di NADH deve essere bassa per non inibire la sintesi di ATP
In condizioni di benessere si forma NADPH che è usato nella biosintesi riduttive
In condizioni standard genera 2,5 ATP (35% del totale), nella realtà il guadagno energetico è più elevato perchè c'è minore dispersione in entropia
la forma ridotta deriva da glicolisi (e per shuttle viene trasportato dal citosol al mitocondrio) oppure ciclo di Krebs
FAD/FADH2
deriva da riboflavinia (non siamo in grado di produrla)
lega due elettroni e due protoni H+
può legare anche un solo elettrone alla volta
interviene nei processi di deidrogenasi (formazione legame doppio)
è un gruppo prostetico (si trova sempre legato alle deidrogenasi fin dalla nascita quindi non è trasportabile)
In condizioni standard genera 1,5 ATP (25% del totale), nella realtà il guadagno energetico è più elevato perchè c'è minore dispersione in entropia
la forma ridotta deriva da ciclo di Krebs (tramite succitato deidrogenasi), ossidazione acidi grassi (tramite acil coA deidrogenasi) e shuttle di NADH2 tramite diidrossiacetone-P e glirealdeide-3-P