LEZIONE METABOLICA 1.12.11 Il fatto che il glucoso rispetto ad altri monosaccaridi sia utlilizzato maggiormente, pu essere legato al fatto che ha un minor indice di glicazione nei confronti delle proteine. Questo dovuto al fatto che la glicazione legata solo alla reattivit del glucoso in forma aperta, cio quando ha il gruppo aldeidico, perch quando chiuso, il gruppo aldeidico non c'. Il glucoso in forma ciclica prevalentemente nella forma beta, in questa ha tutti i gruppi OH alla massima distanza tra di loro, cio corrisponde alla massima stabilit. Quindi il glucoso in forma beta ( che costituisce circa i 2/3 della forma del glucoso, il restante terzo in forma alfa) una forma particolarmente stabile. Questo rende meno probabile l'apertura dell'anello mantenendo la percentuale di glucoso non ciclico bassa. Per altri monosaccaridi come il fruttoso questa percentuale (seppur in termini sempre molto piccoli) pi alta. Chiaramente il fruttoso, essendo maggiormente incline all'apertura del suo anello rispetto al glucoso, pu maggiormente glicare delle proteine. Dato che un processo che non ha bisogno dell'intervento di enzimi, chiaro che questo pu essere un altro aspetto per il quale si preferito ricorrere al glucoso come alimento base per rifornire questa via metabolica che diffusissima in tutti i tessuti. Noi possiamo affrontare il discorso della glicolisi partendo da diversi punti di vista. Adesso io non partir dal glucoso che possiamo aver assunto con la dieta perch questo rientra nella parte della speciale, cio come avviene la digestione dei carboidrati che sono particolarmente ricchi di glucoso. Immaginiamo di avere glucoso nel circolo sanguigno, non importa se stato appena rilasciato da un tessuto o se appena passato nel circolo sanguigno dall'intestino, comunque adesso sta circolando nel sangue. Per essere utilizzato dalla glicolisi ha bisogno dell'intervento di enzimi citoplasmatici poich la glicolisi una via metabolica costituita da 10 tappe distinte che avvengono tutte nel citoplasma. Allora il primo problema : il glucoso come fa ad entrare dentro la cellula?

Pu ricorrere a 2 p. diversi tipi di trasportatori. I pi diffusi a livello del contatto sangue-cellula sono i cosidetti glut (glucoso permeasi), glut sta per glucose transporter. Se ne conoscono finora 14 diverse isoforme, come sapete isoforma significa che la proteina fa lo stesso tipo di lavoro per ci sono 14 forme diverse e a seconda dei tessuti pu prevalere 1 o + di queste isoforme rispetto ad altre. Questo, come vedremo, ha una sua notevole importanza. Potete notare che ha una classica struttura di proteina integrale di membrana, con ben 12 domain transmembrana, come gi saprete i domain transmembrana sono generalmente fatti da alfa-eliche. Qui vedete (SLIDE 22) la struttura semplificata del trasportatore glut 1, uno dei pi diffusi Perch sono ricchi di amminoacidi idrofobici? Inoltre il fatto che siano ad alfa-elica cosa consente? Bisogna innanzitutto considerare che la formazione del canale non dipende dalla singola alfa elica, la singola alfa-elica piena! All'interno non ci passa nulla. Allora qual' il motivo per cui un tratto transmembrana ha l'alfa-elica e non una Beta-catena per esempio ? Quando noi formiamo l'alfa-elica i gruppi COO e NH sono mascherati e non vengono a contatto con i lipidi di membrana perch interagiscono rispettivamente all'interno dell' alfa-elica formando dei legami H intracatena. Quindi in questo modo, avendo dei gruppi R prevalentemente idrofobici (ma ce ne sono anche di idrofilici), ed essendo tutti i gruppi COO e NH (che potenzialmente potrebbero interagire con l'acqua) mascherati, noi abbiamo un tratto

transmembrana che perfettamente apolare. Voi ( qui vedete un immagine che spiattellata sullo schermo per farvi capire com' disposta la proteina, ma in realt la proteina non messa in questo modo) dovete immaginarla come le doghe di una botte al fine di delimitare un poro. Di conseguenza, in questo poro ci sono pi alfa-eliche che costituiscono un poro.

Delimitando questo poro allora che cosa avremo? Avremo che tutti i gruppo R rivolti verso i lipidi sono quelli apolari idrofobici , quelli rivolti verso l'interno del poro, saranno di tipo polare dato che deve lasciare passare il glucoso che idrosolubile. Come al solito quindi rispettiamo la regola per cui l'idrofobico si combina con l'idrofobico e il polare con il polare. Vedete che la struttura da un punto di vista complessivo molto simile a quella di glut. Ci sono 14 (anzich 12) domain transmembrana ma per me non assolutamente una cosa fondamentale da ricordare. Accanto ai trasportatori di glucoso poi abbiamo un altro tipo di trasportatore, per il quale conosciamo 2 isoforme, che si chiamano SGLT-1 e 2 (slide 23) . Risulta chiaro che anche loro si disporranno allo stesso modo in cui si dispongono i glut, delimitando un poro. SGLT vuol dire trasportatore ,che voi trovate fondamentalmente sulla membrana luminare, cosa vuol dire membrana luminare? Rappresenta la parte di membrana rivolta verso il lume, sia delle cellule intestinali che delle cellule tubulari renali. In questo ultimo caso il lume del tubulo, quello in cui passa la pre-urina, quella che poi diverr successivamente urina. Quindi SGLT noi lo troviamo fondamentalmente a contatto tra una cellula e un ambiente non sanguigno,cio un ambiente esterno, direttamente come nel lume intestinale o indirettamente come il lume di un singolo tubulo renale. Sul significato di questo tipo di trasportatore ci torneremo pi avanti, adesso vi do solo le indicazioni principali su come il glucoso entra , poi sul significato ci torneremo. Gli SGLT-1 e 2 sono inseriti nella membrana luminare di cellule intestinali e tubulari e lavorano in cotrasporto: ossia due ioni sodio e una molecola di glucoso vengono cotrasportati dall'esterno all'interno generalmente. Essendo un trasporto mediato passivo, teoricamente potrebbe funzionare in senso opposto, ma perch allora funzionare dall'esterno all'interno? Perch sfrutta l'elevato gradiente di sodio che c' fuori.

L'alto gradiente creato dalla pompa sodio-potassio ATPasi. Quindi anche se passivo forzato in senso attivo da un altro trasportatore che la pompa del sodio e del potassio. I glut pi importanti sono i primi cinque (slide 24) La cosa fondamentale che sono dei trasportatori passivi, quindi prendono il glucoso dalla parte dove presente in maggiore quantit e lo portano dove c' in concentrazione minore. In condizioni normali, nella maggior parte del casi lavoreranno prendendo il glucoso dal sangue e portandolo dentro alla cellula. Man mano che il glucoso entra nella cellula non rimane tale, poich se il glucoso incominciasse ad accumularsi, ad un certo punto addirittura potremmo invertire il gradiente e quindi uscirebbe. Il motivo per cui non esce che man mano che il glucoso entra viene fosforilato a glucoso 6-P che la prima reazione della glicolisi. Nel momento in cui il glucoso viene fosforilato si sottrae all'equilibrio perch l'equilibrio tiene conto delle relative concentrazioni di glucoso, non del glucoso 6-P, perch il glucoso 6-P non pu essere trasportato . Quando viene fosforilato il glucoso (questo uno dei primi motivi per cui importante fosforilare subito il glucoso quando entra nella cellula), non esce pi quindi chi partecipa all'equilibrio il glucoso libero e non quello fosforilato. Noi di glucoso libero nelle cellule ne troviamo pochissimo. Una particolare eccezione la troviamo nel fegato, dove viene sintetizzato glucoso. Nelle cellule epatiche attraverso un processo che si chiama gluconeogenesi, cio sintesi ex-novo di nuovo glucoso, noi possiamo produrre nuovo glucoso e questo successivamente esce. O pu anche essere glucoso che deriva dalla demolizione del glicogeno ma sempre epatico. Noi dobbiamo pensare che il glicogeno epatico di tipo altruista perch serve soprattutto a rifornire di glucoso il circolo sanguigno, non lo usa per s, mentre il glicogeno muscolare non in grado di portar fuori il glucoso e quindi lo usa solo per s nei periodi di massimo sforzo, in cui non arriva abbastanza glucoso con il sangue. Nel caso del fegato, il glucoso pu anche uscire, poich quando non mi rifornisco di glucoso con la dieta devo dipendere dal glucoso epatico allora in questo caso il glut che di tipo 2 pu lavorare in senso inverso cio pu consentire al glucoso epatico di uscire. Perch importante il ruolo di glut-2 in questa fase? Perch grazie al glut-2 nel fegato noi possiamo mantenere il livello di glicemia normale. Se la glicemia scende al di sotto dei 60mg/100ml cominciamo ad avere dei seri problemi soprattutto a livello cerebrale perch il cervello in condizioni normali dipende strettamente dall'apporto di glucoso con il sangue, perch di glucoso lui, sotto forma di glicogeno, ne ha pochissimo, quanto basta per 5/10 minuti. Teniamo presente che ci sono diversi tipi di trasportatori che lavorano in tessuti diversi. Vorrei solo accennare ancora una cosa: Glut-1 e Glut-3 sono i principali trasportatori di glucoso nella maggior parte dei tessuti. Glut 4 un trasportatore molto particolare perch insulino sensibile. Cosa vuol dire? Vuol dire che per aumentare l'espressione di questo trasportatore su membrana cellulare, occorre che ci sia insulina. Insulina aumenta il contenuto di questo trasportatore. Se noi aumentiamo il contenuto del trasportatore, se ci sono pi unit di trasportatore, la cellula potr introdurre al suo interno pi

rapidamente molecole di glucoso nella stessa unit di tempo. Quindi avviene un effetto moltiplicatore. Nel diabete c' una carenza assoluta o relativa di insulina.

Il risultato qual'? Un iperglicemia a digiuno. Non solo a digiuno ma anche dopo un pasto, che tende a seconda dei casi a calare pi o meno lentamente. Uno dei motivi di questa iperglicemia la carenza assoluta o relativa di insulina la quale non consente il reclutamento di questi trasportatori sulla membrana. Questi trasportatori dove stanno? In assenza di insulina la maggior parte dei glut-4 li troviamo all'interno di vescicole intracellulari (SLIDE 27) (i trasportatori glut4 sono indicati in rosso). Essi sono prodotti da E.R., si accumulano in vescicole e quando arriva l'insulina che si lega al suo recettore attraverso una serie di eventi, il legame di essa con il recettore induce il movimento di queste vescicole verso la membrana dove vanno a fondersi. Finch il glut-4 era dentro a queste vescicole non serviva a niente perch pochissimo il glucoso presente all'interno delle cellule. Nel momento in cui l'insulina si lega al recettore abbiamo questo processo che del tutto simile ad un processo di esocitosi, ossia si esocitano delle sostanze contenute nelle vescicole e introduciamo nella membrana determinati tipi di proteine. Attraverso questo meccanismo esocitosico possiamo aumentare il numero di trasportatori nella membrana plasmatica, che aumentano di 30/40 volte in presenza di insulina rispetto alla situazione di assenza di essa. In queste condizioni la cellula capter pi rapidamente glucoso, per questo la somministrazione di insulina abbassa la glicemia pi o meno rapidamente. Dove si trova GLUT-4 prevalentemente? (SLIDE 27) Glut-4 lo trovate in alcuni tessuti, quelli che sono definiti insulino sensibili. Quindi non tutti i tessuti risentono degli effetti dell'insulina. Il globulo rosso ad esempio ha un trasporto basale che non cambia, che ci sia o no insulina. Il neurone (questo importante) non dipendente da insulina per il trasporto di glucoso, mentre invece il muscolo scheletrico, cardiaco e gli adipociti, sono strettamente dipendenti da insulina. In presenza di insulina il trasporto di glucoso aumenta notevolmente. Quali sono i tessuti che hanno maggior massa rispetto agli altri? Sono il tessuto muscolare e il tessuto adiposo. Se noi facciamo funzionare il glut-4 in questi 2 tipi di tessuti in presenza di insulina chiaramente l'iperglicemia pu essere rapidamente abbassata per ritornare alla normalit, ci in un soggetto normale avviene nel giro di massimo 2 ore dopo un pasto anche abbondante e ricchissimo di carboidrati. L'insulina prodotta dalle cellule del pancreas che prendono il nome di cellule Beta. Allora: il glut-2 rispetto agli altri glut ha una Km per il glucoso decisamente pi alta. Si ricordi che questi sono valori medi, vi sono diverse variabili che incidono su questi valori. Per vedete che, mentre in tutti gli altri casi, compreso anche il SGLT 1-2 , la Km intorno a poche millimoli/litro, nel caso del glut-2, il livello di Km decisamente pi alto. Voi avete gi sentito parlare di Km riferito agli enzimi, il concetto non cambia minimamente, cio in questo caso la Km mi esprime la rapidit con cui il trasportatore lega una molecola di trasportatore da un versante all'altro della membrana e non il substrato per una reazione, da un punto di vista funzionale il concetto rimane identico. Per i trasportatori possiamo parlare di Km e di Vmax (velocit massima).

Cosa vuol dire che un trasportatore ha una Km alta rispetto a uno che ha la Km bassa? Pi alta la Km, minore l'affinit per la molecola da trasportare, cio minore la rapidit con cui il trasportatore lega la molecola. Viceversa in alcuni tessuti, tra cui ad esempio il cervello, abbiamo un Km bassa, questo vuol dire che vi gi un alta affinit nei confronti del glucoso in condizioni basali. La molarit di glucoso nel sangue in condizioni di digiuno generalmente intorno a 5 mMoli/litro. Con una Km del tipo di come per glut-1 e glut-3, ci significa che rapidamente questo trasportatore gi a digiuno saturato. per questo che si trova soprattutto nel cervello. A 5 mMolare sta gi lavorando al massimo delle sue capacit. Questo vi dice che il cervello (che appunto indipendente dall'insulina) continua sempre a captare la massima quantit possibile di glucoso dal sangue. chiaro che invece una molecola come glut-2 alle concentrazioni a digiuno di glucoso lavorer molto poco. Quando la concentrazione di glucoso aumenta dopo un pasto incomincer a lavorare (In SLIDE 26 si vede la cinetica di un trasportatore, qui indicato glut-1 ma poteva esserci anche glut-3 o 4 o 5 poich hanno una cinetica simile avendo Km molto simili). Cosa ci dice questo tipo di cinetica? Che si satura molto rapidamente (SLIDE 26) . Invece glut-2 , cio quello che ha la pi alta Km alla stessa concentrazione di glucoso non lavora assolutamente alla massima velocit, anzi comincia solo adesso ad attivarsi (a 5mMolare). Quando noi aumentiamo la concentrazione di glucoso a 10-12 mMolare nel sangue, in conseguenza di un pasto, accade che la capacit di trasporto di glut-2 aumenta in proporzione, in sostanza: pi glucoso c' fuori, pi il trasportatore lo porta dentro. In questo tratto, tra 5/10/15 mMolare, la cinetica quasi lineare, mentre invece un trasportatore come GLUT-1 , che siamo a 5 che siamo a 10 che siamo a 15, lui gi completamente saturato. Non ha pi nessuna capacit di rispondere in maniera sensibile agli aumenti del glucoso.

Nella SLIDE 25 vedete riassunto il comportamento di SGLT con il cotrasporto di sodio/glucosio, nella slide si nota che il cotrasporto legato all'attivit della sodio potassio ATPasi.

Avete anche l'attivit di glut-2, il quale presente non sulla membrana luminare ma presente sulla membrana vasolaterale sia delle cellule intestinali che di quelle renali. DA DOMANDA: glut-1 si trova (come anche glut-3) in quei tessuti in cui non importante risentire di variazioni di glucoso. Lui lavora avendo un settaggio ad una concentrazione che corrisponde gi a quella a digiuno. Quelli che invece come glut-2 sono in grado di aumentare l'attivit in funzione della concentrazione quali sono ? Sono quelli nel fegato, il quale il primo organo che riceve il glucoso che deriva dalla digestione degli alimenti e quindi chiaro che pi glucoso gli arriva, pi rapidamente lui deve essere in grado di accumularlo in forma di glicogeno ecc. Perch importante che sia anche nelle cellule Beta del pancreas? Le cellule beta sono quelle che producono insulina e siccome pi glucoso c' e pi insulina producono, chi che dice ad esse quanta insulina produrre ? Un tempo si pensava ci fosse un recettore per il glucoso sulla superficie di queste cellule, cosa che non . In realt il glucoso deve entrare nelle cellule Beta e deve essere metabolizzato, grazie alla formazione di determinati prodotti del metabolismo del glucoso, abbiamo una risposta insulinica. Quindi pi glucoso entra e viene metabolizzato dalle cellule Beta, maggiore sar la risposta insulinica. Allora chiaro che risulta di estrema importanza il meccanismo di funzionamento di glut-2 per le cellule beta , poich pi glucoso c', pi ne viene metabolizzato e maggiore sar la risposta insulinica. Il risultato quindi sar che la quantit di insulina prodotta commisurata alla quantit di glucoso che noi abbiamo nel sangue in un determinato momento. Giusto qualche esempio anche qui generale, poi entriamo nel vivo della glicolisi. Ora parleremo di alcuni tessuti in forma schematizzata per farvi vedere che il destino del glucoso pu essere diverso in base al tipo di cellule in cui entra. La prima tappa uguale per tutti i tessuti. Come il glucoso entra, deve essere fosforilato a glucoso 6-P. Vedremo che una volta che si formato glucoso 6-P questo pu entrare in diversi tipi di vie metaboliche, di conseguenza non necessario che il glucoso 6-P poi entri nella glicolisi. Per assolutamente necessario che una volta che entrato il glucoso venga fosforilato.

Prendiamo ad esempio gli eritrociti, che sono tra le cellule pi semplici. Una volta fosforilato il glucoso non ha molte strade (SLIDE 28) : pu entrare nella glicolisi e dato che negli eritrociti non ci sono mitocondri, il piruvato verr ulteriormente convertito in lattato ad opera di una undicesima reazione, il quale poi uscir .Questa la reazione caratteristica della fermentazione lattica Quindi ha solo un'alternativa il glucoso 6-P . Una certa quota pu entrare in un'altra via metabolica molto importante che la via dei pentoso- fosfati. Si chiama cos perch porta alla produzione di pentoso fosfati tra cui il riboso 5-P ecc. Anche nei neuroni (SLIDE 29) ci sono queste principali 2 vie, per la differenza qual'?

La differenza che al termine della glicolisi il piruvato non viene convertito in lattato, ma diventa acetilCoA e poi questo viene completamente demolito a CO2 , H2O con produzione di ulteriore ATP. Cellule muscolari: nelle cellule muscolari la glicolisi affrontata in maniera aerobica a meno che non vi siano condizioni che portino alla mancanza di O2; in questo caso ci si fermer a lattato come vedete qui (SLIDE 30). Quindi in condizioni di anaerobiosi diventa lattato, invece in condizioni di aerobiosi viene completamente degradato. Nel muscolo come nel miocardio abbiamo un'altra possibilit che sia nei globuli rossi che nei neuroni non molto praticata, ovvero la possibilit di convertire il glucoso in eccesso in glicogeno partendo sempre da glucoso 6-P. Questo appena descritto rappresenta lo snodo per diverse vie metaboliche. Negli adipociti (SLIDE 31) anche qui il glucoso pu entrare nella glicolisi ed essere completamente demolito fino ad un certo punto. Negli adipociti il piruvato anzich essere convertito completamente in CO2 + H2O, viene anche convertito in AcetilCoA che il punto di partenza per formare i grassi in particolare i trigliceridi.

questo il motivo per cui quando un soggetto ipertrigliceridemico, cio ha alti livelli di trigliceridi nel sangue il medico non si limita solo a dirgli mangi pochi grassi, ma gli fa anche una dieta a basso tenore di carboidrati perch noi il glucoso lo possiamo convertire in grassi. Possiamo anche avere una dieta priva di colesterolo ma se mangiamo tanto glucoso la cosa non fa nessuna differenza. Anche negli adipociti il glucoso pu entrare nella via dei pentoso fosfati, oppure diventare glicogeno a seconda della situazione metabolica della cellula (slide 32). Nel fegato la situazione pi complessa. Ha un sacco di altre vie, oltre ad essere completamente demolito nella via dei pentoso fosfati, pu anche essere usato per altri scopi.

Ad esempio pu essere trasformato in acido glucuronico che vedremo essere una importante molecola che serve a rendere idrosolubili delle molecole apolari. Lo vedremo ad esempio nel caso della bilirubina: essa ha bisogno di aver attaccato l'acido glucuronico per essere idrosolubile e quindi per poter essere eliminata. Un' altra possibilit che ce l'ha solo il fegato e una parte di cellule renali quella di poter rilasciare il glucoso in forma libera attraverso glut-2 . Con questa propriet che ha il fegato il sangue viene fornito del glucoso che gli manca. Da notare che gli adipociti sono in seconda posizione nella produzione di trigliceridi, prima c' il fegato.

Il fegato svolge questa sua funzione a partire sia dal glucoso che da altri grassi arrivati da altre zone del corpo. Vedremo poi che questi grassi vengono poi esportati sotto forma di lipoproteine che in questo caso, nel fegato, sono le VLDL. Questo vuole essere solo per adesso una panoramica complessiva per far vedere che a seconda dei tessuti il destino del glucoso pu avere una via pi o meno polimorfica .

La glicolisiCominciamo a vedere la glicolisi, in queste diapositive (33 e 34) avete le 10 tappe del glucoso . La prima met della glicolisi (via metabolica che si svolge in citoplasma) viene chiamata fase preparatoria,

cosa vuol dire ? Paradossalmente nonostante la glicolisi ha come finalit quella di rifornirci di ATP, in questa prima fase invece noi la consumiamo (precisamente 2 molecole di ATP). Il glucoso dapprima diventer fruttoso 1-6 bis fosfato e poi sar rotto in 2 met, ognuna un treoso: la gliceraldeide 3-P e il diossiacetone P. Nella seconda parte abbiamo invece fasi di rendita, ovvero durante la seconda fase vengono prodotte 2 molecole di ATP per ognuna delle 2 met. Arrivando quindi al piruvato avremo la produzione di 4 molecole di ATP complessivamente. Per ognuna delle 2 met ci consentir di ricavare 2 ATP. La prima tappa la conversione del glucoso in glucoso 6-P. Come avrete notato, a parte il glucoso (molecola iniziale) e il piruvato (molecola finale), tutte le altre molecole intermedie sono fosforilate. Diciamo che possiamo dare 3 diversi significati a queste fosforilazioni: primo: come gi abbiamo anticipato per il glucoso, il gruppo fosfato attaccandosi a queste molecole intermedie, conferisce una carica negativa. Questa impedisce alle molecole intermedie della glicolisi di uscire dalla cellula poich non ci sono trasportatori in grado di trasportare molecole fosforilate, a causa della carica negativa conferita dal P. Secondo: il fosfato legandosi a queste molecole, aumenta la quantit di energia, quindi determina un arricchimento energetico di questa molecola, che potr poi essere sfruttato in un secondo tempo per la sintesi di ATP. Terzo: il gruppo fosfato in qualche modo consente il legame opportuno di questi substrati agli enzimi opportuni. Questo anche grazie all'intervento dello ione magnesio. Qual' la funzione degli ioni magnesio? La funzione di questo ione quella di ridurre l'eccessiva carica negativa sui gruppi fosfato. Quindi rimane carico negativamente ma in qualche modo la carica viene smorzata dalla presenza degli ioni magnesio. Uno dei motivi per cui il magnesio un importante oligoelemento e dovuto al fatto che interviene in numerose reazioni in cui sono coinvolti dei derivati fosforilati , ATP e tante altre molecole che portano i gruppi P.

Prima reazione: il glucoso che reagisce con una molecola di ATP. La reazione catalizzata da un enzima che prende il nome di chinasi (SLIDE 36) Il termine chinasi un termine generico per indicare le fosfo transferasi, ossia quegli enzimi che prendono un gruppo P (generalmente il donatore l'ATP) e lo trasferiscono su qualche molecola. In questo caso la molecola su cui viene trasferito il gruppo P il glucoso. Otteniamo glucoso 6-P. Cosa vuol dire? Significa che il gruppo alcolico primario in posizione 6 oggetto dell'attacco del gruppo P che proveniva dal fosfato gamma dell'ATP, la quale nello stato di adenosin trifosfato di magnesio. Il risultato sar ADP con un gruppo fosfato. La reazione fortemente esoergonica tant' che questa una delle tre reazioni irreversibili della glicolisi.

Non pu essere percorsa in senso opposto quindi, perch la liberazione di energia conseguente alla rottura del legame di anidride. Ha portatoad un legame che ha un minor contenuto di energia. Qundi la differenza di energia dispersa come calore perch Delta G zero primo negativo. Vedremo che quando noi abbiamo bisogno di convertire il glucoso 6-P in glucoso (cosa che avverr nel fegato) avremo bisogno di un altro tipo di enzima, che prende il nome di esocinasi, anche indicato con HK. Allora dalla prima reazione otteniamo ADP pi glucoso 6-P, l'enzima una cinasi e in particolare si chiama esocinasi. Di esocinasi abbiamo diverse isoforme che fanno tutte lo stesso tipo di reazione ma cambia la Km, la Vmax ma non solo. Vi sono 4 isoforme di esocinasi. Le prime tre (tipo I, II, III) sono anche in grado anche se con minore affinit di fosforilare il fruttoso e il mannoso. Quindi non sono estremamente selettive e possono attaccare il gruppo fosfato anche a monosaccaridi diversi dal glucoso. Inoltre queste tre isoforme delle esocinasi sono retroinibite dal glucoso 6-P. Cosa vuol dire ? Se il glucoso 6-P per qualche motivo, non viene rimosso da altri enzimi per proseguire il suo iter metabolico e invece si accumula, questo rappresenta un segnale per bloccarsi . In quel momento l evidentemente non c' bisogno e quindi rallenta, classica inibizione a feedback negativo molto corta. Lo stesso prodotto dell'enzima lo retroinibisce. Il tipo IV viene anche chiamato glucocinasi anzich esocinasi. Qual' il motivo? chiamata cos perch innanzitutto specifica solo per il glucoso. Secondo , un enzima indotto da insulina. L'insulina induce una maggior espressione di proteina e aumenta il contenuto di glucocinasi nel tessuto. Visto che insulina ha funzione di rimuovere rapidamente il glucoso dal circolo chiaro che stimolare la glucocinasi nel fegato il modo migliore per rimuovere rapidamente il glucoso. Quindi, l'insulina mentre a livello del muscolo e degli adipociti, aumenta la capacit di trasporto tramite glut-2, a livello epatico non agisce tanto su glut-2, ma piuttosto agisce sul primo enzima della glicolisi, la glucocinasi. La terza caratteristica della glucocinasi che, mentre le altre tre noi le troviamo in numerosi tipi di tessuti, la glucocinasi limitata al fegato e anche alle cellule Beta del pancreas. In entrambi i casi sia nel fegato che nelle cellule beta, l'espressione di questo enzima indotto da insulina.

Qui (SLIDE 39) vedete la cinetica di esocinasi I (uguale a quella di II e III) e la cinetica di esocinasi IV (glucocinasi). Cosa ricorda? Quello che abbiam visto per i trasportatori. Ovvero l'esocinasi I, II, III le troviamo in tutti quei tessuti che hanno glut-1, 3, 4, quindi hanno affinit simili, la prima per il glucoso, la seconda per capacit di trasformare il glucoso in glucoso 6-P. Mentre invece nel fegato, abbiamo glut.2 che ha una cinetica completamente diversa. La glucocinasi lavora maggiormente quanto pi glucoso c'. Quindi risponde in maniera lineare alla concentrazione di glucoso. Tant' che ormai si ritiene che il sensore del glucoso sia composto non solo dal tipo di glut ma anche dall'enzima successivo, formando una unit bifunzionale. Il trasportatore e il primo enzima della glicolisi, hanno caratteristiche cinetiche particolari .

DA DOMANDA: come glut-2 espresso in certi tipi cellulari, cio nelle cellule epatiche e Beta del pancreas, allo stesso modo la glucocinasi espressa in quegli stessi tessuti e ha una cinetica simile. Il succo qual'? Io devo prendere il glucoso dal sangue , portarlo dentro alla cellula e poi per convertirlo in un qualcosa che non esca pi. Quindi ha bisogno non solo di un trasportatore effeciente qual' il glut-2 che risponde in maniera lineare all'aumento del glucoso, ma anche di un enzima (glucocinasi) che fosforili (con la medesima velocit con la quale entra) il glucoso, altrimenti lui pu uscire. per quello che io ho bisogno che in parallelo vi sia la glucocinasi e perch ormai si dice che il sensore del glucoso e la cellula Beta del pancreas non solo glut-2 ma l'insieme di glut-2 e della glucocinasi. ALTRA DOMANDA: il glucoso che entra dipende dall'attivit di glut-2. Il concetto : pi glucoso c' fuori e pi ne entra, nel momento in cui entra ha bisogno per di un enzima che lo fosforila in maniera altrettanto lineare. Se noi nel fegato trovassimo l'esocinasi di tipo I cosa succede? L'esocinasi di tipo I non ce la farebbe a fosforilare tutto il glucoso che entra. Il glucoso libero si accumulerebbe e uscirebbe fuori. ALTRA DOMANDA : La composizione amminoacidica della glucocinasi le conferisce poteri catalitici tali per cui la Km alta e quindi avendo una bassa affinit per ha un'altra capacit, ossia in grado di rispondere in maniera lineare a livelli anche alti di glucoso che entra. Consente una risposta lineare e di non raggiungere la saturazione a qualsiasi livello. ALTRA DOMANDA: Dovremmo arrivare a 50/60 mM per vedere che la glucocinasi arrivi alla stessa velocit massimale di glut-2. Abbiamo visto che le isoforme I, II, III che hanno una Km bassa che permette loro di saturarsi facilmente, possono lavorare anche su altri monosaccaridi cio mannoso e fruttoso ma anche galattoso. Inoltre sono retroinibite da glucoso 6-P. Invece la glucocinasi NON retroinibita da glucoso 6-P. Quindi non c' una retroinibizione di prodotto che invece c' nella esocinasi. Gli enzimi della glicolisi sono citosolici ma non del tutto corretto. Alcuni di questi enzimi, seppure il sito attivo guardi sul citoplasma, possono essere legati ad alcuni organelli. il caso proprio della esocinasi ( SLIDE 40) qui rappresentata, che soprattutto in alcune isoforme (la I e la II in particolare) possono legarsi alla membrana mitocondriale esterna in prossimit di alcuni pori. La membrana mitocondriale esterna ha dei buchi , rappresentati da porine o anche chiamate VDAC (canale attivato da anioni). Queste porine grarantiscono il passaggio di molecole fino a 5-10 mila dalton. Quindi la membrana mitocondriale esterna permeabile alla maggior parte delle molecole presenti nel citoplasma. La membrana mitocondriale interna la vera membrana selettiva, quella esterna non viene quasi considerata negli scambi tra esterno e mitocondrio.

La porina, proteina che forma pori nella membrana esterna , collegata ad un canale che si trova nella

membrana mitocondriale interna ed il canale che lascia passare l'ATP. Gi vi ho accennato ieri che il principale sito di sintesi dell'ATP sono i mitocondri. Man mano che l'ATP si forma all'interno dei mitocondri per in buona parte dovr essere utilizzata fuori dai mitocondri, quindi deve uscire. Per poter uscire l'ATP deve passareattraverso un trasportatore. Questo trasportatore cosa fa? Butta fuori un ATP, Adenosin trifosfato, e in parallelo porta dentro un ADP. Quindi in continuo porta fuori nuove molecole ricche di energia e ne importa di quelle diciamo da ricaricare, da riconvertire in ATP. Questa traslocasi dell' ATP/ADP collocata in successione con la porina. Quindi quando l'ATP viene sintetizzata nel mitocondrio, passa attraverso questa traslocasi, passa attraverso questo poro e viene a trovarsi in immediata vicinanza di esocinasi e questo il classico modo attraverso il quale un enzima generalmente definito citosolico legato ad una struttura che gli consente il pi rapido accesso all'ATP perch abbiamo visto che l'enzima ha bisogno di ATP per funzionare. La collocazione dell'enzima in questa posizione rende pi rapido il processo di trasformazione del glucoso in glucoso 6-P. Seconda reazione : il glucoso 6-p viene convertito in fruttoso 6-P. Come vedete una reazione di isomerizzazione. Infatti catalizzata da una isomerasi. Si chiama fosfoesoso o fosfoglucoisomerasi. un enzima che pu lavorare in entrambe le direzioni che normalmente in una glicolisi trasforma il glucoso 6-P in fruttoso 6-P. Quello che interessa che sappiate la reazione nel suo complesso, successivamente per chi interessato, per questa conversione occorre che l'anello si apra. Voi dovete immaginare che glucoso 6-P si leghi al sito attivo dell'enzima, si apra e a quel punto il doppio legame aldeidico (SLIDE 42) scivoli prima sul legame tra il C1 e il C2 e poi sul legame tra C2 e O . Poi si richiude l'anello cos si ottiene il fruttoso 6-P in forma ciclica. Non abbiamo altro modo per isomerizzare. Dobbiamo per forza prima aprire l'anello e mantenerlo tale per tutta la reazione. Questo compito lo svolge l'enzima, non staccandosi mai fino a che non si formato il fruttoso 6-P. Una volta che si formato il fruttoso 6-P questo viene rilasciato. Cerchiamo di capire il perch. Noi dobbiamo arrivare ad una forma di monosaccaride che fosforilata in 2 punti, uno in posizione 6 e l'altro in posizione 1. Se io fosforilassi il glucoso in posizione 1, dopo aver occupato l'ossidrile anomerico, cio l'OH in 1, impedirei l'apertura dell'anello. Io ho bisogno di formare invece una molecola biofosforilata che poi si possa rompere esattamente a met. Nella tappa successiva il glucoso 1-6 bis fosfato si rompe in due triosi ognuno con un gruppo P. Per fare questo ho bisogno che il fruttoso 1-6 bis fosfato si possa aprire. Ci possibile poich fosforilando in 1 il fruttoso ,non impegno l'ossidrile anomerico. L'ossidrile anomerico in posizione 2 nel fruttoso, di conseguenza libero. Quindi questa molecola ciclica pu aprirsi ancora. Allora una reazione reversibile ( come sempre coinvolto il Mg). Passiamo alla terza reazione in cui consumiamo una seconda ATP. Il fruttoso 6-P reagisce con una molecola di ATP che produce ADP pi fruttoso 1-6 bisfosfato. Precisazione su nomenclatura difosfato/ bisfosfato Perch diciamo adenosin difosfato e diciamo fruttoso 1-6 BIS fosfato? Semplicemente perch quando i due gruppi P sono legati tra di loro allora usiamo il prefisso DI, se invece i gruppi fosfato sono legati in 2 punti diversi allora usiamo il prefisso BIS. Nella terza reazione abbiamo di nuovo una reazione irreversibile. Non casuale che la freccia vada in un'unica direzione. Noi non possiamo ricreare con lo stesso tipo di enzima il fruttoso 6-P a partire da quello BIS fosfato. L'enzima quello pi importante dal punto di vista regolatorio della glicolisi. L'enzima prende il nome di fosfo-fruttocinasi 1; fosfofrutto perch lavora sul fruttoso che gi stato fosforilato 1 volta, cinasi perch gli attacca un secondo gruppo fosfato. Viene chiamata PFK, 1 perch c' anche una 2 che ha una funzione diversa, sempre nella glicolisi ma ha una funzione nella regolazione della glicolisi. Per ora limitiamoci a dire che questa terza reazione anche la seconda reazione irreversibile che troviamo nella glicolisi. Quando nella gluconeogenesi dovremo tornare indietro dovremo ricorrere ad un enzima diverso. Nella quarta reazione, il fruttoso 1-6 bis P si lega al sito attivo dell'enzima di nome aldolasi. Voi dovete immaginare che una volta che il fruttoso 1-6 BIS P si legato si apre e si ottiene la forma aperta

del fruttoso 1-6 bis P e successivamente abbiamo un taglio fra il C3 e il C4 . A seguito di questo taglio otteniamo 2 pezzi. Il pezzo che derivava dai primi 3 atomi di C del fruttoso il diossiacetonfosfato. E l'altra met la gliceraldeide 3-P che deriva dal C4,5,6 del fruttoso bis-P. L'aldolasi catalizza una reazione reversibile, nella gluconeogenesi vedremo che sar ripercorsa in senso opposto. Finora le cose sono andate a svantaggio della cellula. Abbiamo casualmente 2 molecole di ATP producendo 2 triosi fosfato. Diossiacetone poich se fosse acetone sarebbe CH3COCH3, diossi perch su entrambi i gruppi CH3 abbiamo aggiunto un ossigeno generando un gruppo alcolico primario. Naturalmente poi una di questi 2 gruppi alcolici risulta anche fosforilato e allora lo chiamiamo diidrossiacetone fosfato. La gliceraldeide fosforilata in posizione 3 . Ha rilevanza il fatto che metta un numero sulla posizione del diossiacetone? No, posso girarlo dall'altra parte ed sempre la stessa molecola . Mentre invece fa una notevole differenza se io il gruppo fosfato l'avessi attaccato su un altro C. Noi abbiamo ottenuto un diossiacetone fosfato per una gliceraldeide 3-P. Per per poter andare avanti le reazioni successive lavorano solo sulla gliceraldeide 3-P. Occorre che il diossiacetonfosfato sia convertito in g3p. Cos a met della via abbiamo due g3P su cui lavorare. Anche qui interviene una isomerasi che fa un tipo di lavoro simile alla gluco-fosfo isomerasi, cio che a livello della molecola ci sia uno slittamento del doppio legame prima tra i 2 C e poi tra C o O generando un gruppo aldeidico ed eliminando un gruppo chetonico che diventa a sua volta un gruppo alcolico. Quindi solo una ricomposizione in maniera diversa degli stessi atomi. Non c' aggiunta o sottrazione di atomi. L'enzima che catalizza la reazione la trioso fosfato isomerasi con sigla IPI. Al termine di queste cinque reazioni noi abbiamo ottenuto la spesa di 2 molecole di ATP, due legami ad alto contenuto energetico e abbiamo prodotto 2 G3P. Esocinasi e glucocinasi un classico enzima che modifica la conformazione quando lega i substrati. L'enzima fatto da 2 domain in blu uno, in verde l'altro. Quando lega i 2 substrati (glucoso e ATP) questi 2 domain si avvicinano l'uno all'altro, come una specie di bocca che si chiude intorno ai 2 substrati.

Questo comportamento caratteristico di molti enzimi. Chiudendosi in questo modo delimita una cavit in cui non pu entrare H2O. Se non ci fosse questa chiusura cosa succederebbe? Se H2O potesse entrare l'enzima potrebbe far reagire ATP con H2O, si comporterebbe da ATPasi, idrolizzando H2O in ADP e ortofosfato. Quindi per evitare questo c' questa chiusura e cos l'ATP pu donare questo P a glucoso su C6. Esocinasi il classico esempio di adattamento indotto intorno al substrato. Passiamo alla fase in cui incominciamo ad avere dei risultati energetici per la cellula, A questo punto voi dovete immaginare che quello che vi dico da questo punto in poi si ripete 2 volte. Ognuna delle due G3P andr incontro a queste tappe, quindi il risultato andr moltiplicato per 2.

La prima tappa quella essenziale perch fa poi la differenza in termini di resa di ATP. Il fosfato arriva sotto forma di fosfato inorganico (Pi), l'ATP non c'. G3P reagisce con la molecola di ortofosfato producendo una molecola che si chiama 1-3 bis fosfoglicerato. Non c' pi il termine aldeide perch se voi cercate da dove potrebbe derivare teoricamente questo composto, trovereste che deriva dalla reazione tra un acido ortofosforico e l'acido fosfoglicerico perch non lo troviamo mai in forma libera durante la reazione. Possiamo solo immaginarlo , possiamo immaginare che ci sia stata la formazione del gruppo COH che poi ha reagito con il gruppo P. Questo il motivo per cui noi adesso lo chiamiamo 1-3 bisfosfoglicerato, bisfosfo poich abbiamo 2 gruppo P, uno legato a un gruppo carbossilico e l'altro ad un gruppo alcolico. Durante la reazione abbiamo anche la riduzione di una molecola di NAD. NAD sta per nicotammide adenina dinucleotide. Durante la reazione il NAD viene ridotto, cio diventa NADH pi un protone. Ci significa che dei due H che se ne vanno, uno viene donato al NAD sotto forma di idruro e l'altro viene rilasciato sotto forma di protone. Ora vediamo subito la reazione. Noi abbiamo fatto reagire la G3P con un gruppo fosfato (uno ione P). Nel sito attivo dell'enzima, che si chiama G3P deidrogenasi ( indicato con la sigla GAPDH), ha una cisteina e ha un NAD legato l vicino con un legame labile, non covalente per intenderci. La cisteina invece all'interno della sequenza proteica, quindi legato all'interno della sequenza. Prima cosa che potete notare, la cisteina normalmente non ha un gruppo S-, alla fine ha un'estremit CH2SH e inoltre lo zolfo non viene considerato molto elettronegativo. Elettronegativo l'ossigeno, l'azoto. Per lo zolfo non considerato un elemento tale per cui quando forma un legame con H attiri prevalentemente gli elettroni presso di s. Per quando lo zolfo inserito in una cisteina che posta in una proteina, il grado di dissociazione del gruppo TIOLICO (bassissimo nella cisteina libera) pu aumentare notevolmente se influenzato dall'ambiente circostante. Se quella cisteina si trova in ambiente proteico con determinate caratteristiche, il protone si pu staccare facilmente. Ed quello che succede a questo enzima. Cio per il tipo di amminoacidi vicini queste cisteine sono in forma di tiolato. Cio di gruppo dissociato in forma S-. Allora, questa la situazione di partenza da una cisteina dissociata, quindi che ha una notevole affinit per un qualche gruppo che sia elettrofilo, perch lei ha carica negativa che la rende disponibile nei confronti di un qualche reagente che sia elettrofilo. Il NAD l vicino per ora sta in attesa. Arriva la gliceraldeide 3P e la prima tappa consiste nell'interazione tra lo zolfo carico negativamente e il carbonio. Perch interagisce con il C ? Perch in un gruppo carbonilico quale quello di questa aldeide, vi una separazione parziale di cariche, ossia gli elettroni sono pi spostati verso l'ossigeno, di conseguenza il carbonio acquista una parziale carica positiva. Tutto rende perfettamente logico che lo zolfo interagisca con il carbonio. Quindi lo zolfo si lega al carbonio. Naturalmente questo legame far scivolare gli elettroni Pigreco sull'ossigeno. Se vi ricordate quando un gruppo alcolico reagiva con un gruppo aldeidico, ottenevamo un emiacetale, tipo quello che troviamo nella struttura ciclica del glucoso. Quando vi un gruppo tiolico allora parliamo di tioemi e tiosemiacetale, quindi questo un tiosemiacetale, il gruppo aldeidico non c' pi perch il carbonio adesso ha trovato un nuovo legame con lo zolfo. Subito dopo a livello del sito attivo cosa succede ? L' H che era legato direttamente al C1 di quella che era prima la gliceraldeide, si stacca con i suoi 2 elettroni, quindi si porta dietro i 2 elettroni del legame, andando via sotto forma di ione idruro e va a legarsi ad NAD che diventa NADH. Cos' rimasto? Innanzitutto, vedete che ci che ha favorito il distacco dello ione idruro e la carica negativa sull'ossigeno, che si era formata quando si era formato il semitioacetale, il quale spinge, dato che viene attratto dal C che elettro-positivo e questa attrazione fa si che vi sia uno spostamento degli elettroni in questa direzione, per cui l'H riesce ad acquisire maggiormente il controllo su questi elettroni che se ne pu andar via sotto forma di ione idruro. Cosa rimane? Che tipo di legame quello ottenuto? Vi un legame tioestereo, cio come se noi avessimo fatto reagire un gruppo carbossilico che non c' mai stato in realt. come se un gruppo carbossilico quindi avesse reagito con un gruppo tiolico, abbiamo ottenuto questo legame. Un legame tioestere ricco di energia, la quale paragonabile al contenuto di energia di un legame fosfoanidridico di ATP. Allora un prodotto l'abbiamo gi ottenuto, il NADH si formato . L'altro , il protone, da dove arriva? Possiamo farlo arrivare dal gruppo tiolico, quando lui ha dissociato un protone, il protone passato nel

mezzo e adesso lo ione idruro arrivato da quello che era prima la G3P. Abbiamo ancora un ultimo passaggio. Il legame tioestere viene rotto perch si infila adesso nel sito attivo del fosfato e va a rompere il legame tra il C e lo zolfo. Quindi si rompe il legame tioestere e si riforma il tiolato che c'era precedentemente e il gruppo P si lega direttamente al C e otteniamo l' 1-3 Bis fosfoglicerato. Il gruppo fosfato si lega al carbonio e otteniamo ( il fosfato qui stato condensato) l 1- 3 bisfosfoglicerato. Qui bisogna leggere dal basso verso l'alto e quindi l 1-3 bisfosfoglicerato si allontana dal sito attivo, nel frattempo si infilato un nuovo NAD, cio il NAD ridotto che era legato al sito attivo si allontana, staccandosi da esso e viene sostituito da una nuova molecola di NAD che si lega nuovamente. Quindi nell'ultima tappa voi avete di nuovo quello che avevate in partenza. Il tiolato di nuovo disponibile per legare un' altra molecola di substrato e il NAD ossidato disponibile a lasciarsi nuovamente ridurre. Il NAD normalmente si comporta da cosubstrato , tranne in questo caso in cui si lega l'enzima in maniera un po' pi relativamente stabile. Cosa vuol dire? Il NAD in altre condizioni si lega soltanto quando avviene la reazione.

Qui un caso particolare poich rimane legato al sito attivo anche quando la reazione non c'. DA DOMANDA : in altre condizioni il NAD un cosubstrato cio si lega al sito attivo insieme al substrato soltanto nel momento in cui la reazione deve avvenire, altrimenti libero nell' ambiente acquoso circostante. SLIDE 47 Il legame tioestereo ad alto contenuto energetico, quindi io posso far reagire il carbonio con il fosfato, formando un legame che ha un contenuto energetico molto simile. Quindi io non ho bisogno di ATP, ne avrei bisogno se mi occorresse un surplus energetico, ed quello che succede per il glucoso. Qui sostituisco un ligando con l'altro portando alla formazione di un legame che anche se di tipo diverso, come contenuto di energia pi o meno lo stesso. Perch lo chiamiamo nicotammide adenina dinucleotide? Perch da un punto di vista teorico lo possiamo omologare ad un nucleotide. Se il nucleotide fatto da una base OH, un pentoso e un gruppo fosfato, chiaro che qui abbiamo 2 basi azotate, due pentosi ( in figura due ribosi) e due gruppi fosfato. Solo che un dinucleotide particolare per due motivi: Primo: perch una delle basi azotate, la nicotammide propriamente detta, non una base azotata caratteristica degli acidi nucleici. L'adenina per si! Poi abbiamo 2 ribosi. Secondo: l'altra particolarit che un normale dinucleotide prevede alternanza riboso fosfato riboso ecc con la base azotata che sporge lateralmente . Qui invece c' un legame tra i 2 gruppi P. Una sua variante il NADP, uguale al nad solo che in pi ha nel secondo riboso (quello legato all'adenina) un gruppo P in posizione 2'. Il ' legato al fatto che quando noi abbiamo a che fare con i nucleotidi la

numerazione classica la si applica alle basi azotate e allora per distinguere i numeri che noi diamo ai carboni del riboso aggiungiamo quella specie di apostrofo che chiamiamo appunto primo. Poich hanno un anello benzenico in cui c' un azoto al posto di un carbonio esso prende il nome di piridina. Questo il motivo per cui questi 2 fattori che operano in attimi diversi, sono chiamati anche cofattori o coenzimi piridinici o piridin enzimi. Perch quest'azoto di questo anello piridinico ha una carica positiva ? Vedete che lui impegnato soltanto nei tre classici legami caratteristici anche del benzene ma il doppietto elettronico libero, che normalmente noi troveremmo sull'azoto, non c' pi perch stato utilizzato per formare un legame dativo con il riboso. La carica positiva che localizziamo sull'azoto non vuol dire che la molecola carica positivamente, vuol solo dire che quell'azoto ha acquisito di per s un impoverimento elettronico, perch il doppietto elettronico che normalmente conferisce propriet basiche stato gi utilizzato per formare legami con il C1 del riboso.

La nicotammide prende questo nome perch deriva a sua volta da acido nicotinico (SLIDE 48). Rappresenta l'ammide dell'acido nicotinico , cio il gruppo carbossilico che troviamo libero nell'acido nicotinico stato impegnato in un legame ammidico con un' ammoniaca. L'acido nicotinico viene anche chiamato miacina perch sta per vitamina a base di acido nicotinico. In alcuni testi si pu trovare miacinammide per nicotinammide. Non ha niente a che vedere con la nicotina del fumo, l'acido nicotinico. L'importanza di NAD o NADP che sia l'acido nicotinico che la nicotinammide prendono complessivamente il nome di vitamina PP o anche vitamina B3 . Tutti e due sono vitamine , poich io posso assumere l'acido nicotinico come tale dal cibo, oppure assumere gi la nicotinammide e poi successivamente il mio organismo li usa per sintetizzare NAD o NADP. Se assumo acido nicotinico io poi lo trasformo in nicotinammide, se assumo la nicotinammide salto un passaggio. Il termine vitamina cosa indica? Qualunque tipo di sostanza che fondamentale per il metabolismo umano ma che noi non siamo in grado di sintetizzare . Il termine vitamina deriva dalla prima che stata isolata , la tiamina. Essa un'ammina indispensabile . In realt non del tutto vero , poich in parte questa vitamina possiamo sintetizzarla a partire da un amminoacido essenziale. Essenziale significa che noi non siamo in grado di sintetizzarlo , dobbiamo assumerlo dall'esterno. Su venti amminoacidi 9 sono essenziali per l'uomo. L'acido nicotinico lo possiamo ricavare dal catabolismo (cio dissoluzione parziale) del triptofano. Dato che di triptofano nelle proteine presente in piccola quantit ed utile per la sintesi di numerose proteine, quasi mai assumiamo dalla dieta una quantit di triptofano tale da consentirci di sintetizzare tutta la miocina che ci serve. Parti della miocina la dobbiamo assumere con gli alimenti. Ora perch PP? Sta per pellagra preventing. Pellagra che da noi ormai difficile da trovare.

Vedete che in virt dell'addizione di uno ione idruro, cambia la distribuzione di elettroni. L'anello non pi strettamente aromatico, l'azoto non deve pi partecipare a 4 legami ma solo a 3, quindi riacquista il suo doppietto non condiviso e non troviamo pi il segno positivo sull'azoto. (SLIDE 49) Ci che viene ridotto nel NAD la nicotammide e basta, quindi sufficiente vedere questo pezzo. Quando in corso una riduzione (cio un 'estrazione di elettroni da qualche altra molecola), gli elettroni derivanti dalla reazione sono sotto forma di ioni idruro e vengono portati sull anello piridinico della nicotammide e vengono addizionati sul C in posizione para rispetto ad azoto piridinico. Questo il motivo per cui troviamo NAD+ quando parliamo della forma ossidata e NADH quando parliamo della forma ridotta. L'idruro si lega all'anello a seconda degli enzimi, ci sono enzimi che lo legano solo su un versante, poich bisogna immaginare che l'anello del NAD chiaramente un anello piatto in forma ossidata, quando si lega l'idruro per non c' pi la forma sp2 di prima, ora ha sp3 e ha 4 legami, quindi H potrebbe legarsi o su un versante o sull'altro . Ci sono enzimi che specificatamente riducono un versante, altri che lo addizionano sull'altro. La specificit degli enzimi tale per cui addirittura scelgono loro in maniera privilegiata se legare lo ione idruro su un versante oppure sull'altro dell'anello piridino della nicotinammide. In molte reazioni vedremo che il NAD partecipa alla ossidazione di gruppi alcolici primari o secondari. Nella SLIDE 49 si vede che lo ione idruro che viene estratto da un gruppo alcolico primario e finisce sul NAD trasformandolo in NAD ridotto. Per ribilanciare la situazione elettronica , l'altro idrogeno, va via come protone. Ecco quindi perch noi quando riduciamo il NAD otteniamo sempre NADH e H+. Perch se ne vanno via due idrogeni, uno sotto forma di idruro e l'altro sotto forma di protone.