La Glicolisi per i test Medico Sanitari

Ehi, ciao!  Potrebbe esserti utile una dispensa sulla Glicolisi?

Nel dubbio, eccola: buona lettura, ti abbracciamo forte.

Nella Glicolisi una molecola di glucosio viene degradata mediante una serie di 10 reazioni catalizzate da altrettanti enzimi che portano alla formazione di due molecole di un composto a tre atomi di carbonio: il piruvato. Bisogna dire che durante queste reazioni, una parte dell’energia proveniente dall’ossidazione del Glucosio (perchè è questo ciò che avviene) viene immagazzinata sotto forma di ATP (l’Adenosina trifosfato) e di NADH. (Il Nicotinammide adenina dinucleotide in forma ridotta, cioè che ha accettato gli elettroni che il glucosio ha perso ossidandosi. Il NAD si riduce a NADH e il Glucosio di ossida a Piruvato. Chiaro, no?)

Sapevi che è stata la prima via metabolica individuata e completamente studiata?

Possiamo dividere le 10 reazioni della glicolisi in due sottogruppi da 5 ognuno in quanto nelle prime 5 (dette di “fase preparatoria” viene consumato ATP) mentre nelle 5 seguenti viene ricavato ATP, più di quanto non se ne sia consumato nelle prime 5 reazioni. Ovvio, sennò come otterremmo un bilancio netto positivo? Bene. Vediamo cosa avviene.

Le prime 5 reazioni

1) il glucosio viene convertito in glucosio 6-fosfato dalla esochinasi (enzima che fosforila un esosio attraverso il consumo di ATP, producendo ADP e G6P, glucosio 6-fosfato).

2) Il G6P viene isomerizzato in F6P (il fruttosio 6-fosfato) dalla fosfoesosioisomerasi (certo, isomerizza un esosio già fosforilato in posizione 6)

3) il F6P viene ulteriormente fosforilato (cioè un enzima trasferisce un altro gruppo forfosico dall’ATP sul Fruttosio) dalla fosfofruttochinasi, ottenendo il fruttosio 1-6,bisfosfato.

4) Una Aldolasi scinde in due parti questo composto a sei atomi di carbonio e con due gruppi fosforici in due molecole a tre atomi di carbonio mono forforilati: Gliceraldeide 3-fosfato e Diidrossiacetone fosfato.

5) Il diidrossiacetone fosfato viene convertito in Gliceraldeide 3 fosfato dalla trioso fosfato isomerasi (Certo, un enzima che isomerizza un composto a tre atomi di carbonio con un gruppo fosforico legato, come è il diidrossiacetone fosfato)

Come vedi abbiamo consumato due molecole di ATP (nella tappa 1 e 3), per ottenere due molecole a tre atomi di carbonio mono fosfati. (La gliceraldeide 3-fosfato);

Le seconde 5 reazioni

Ricorda che ogni reazione che avviene ora, avviene per entrambe le molecole di Gliceraldeide 3 fosfato.
Queste sono reazioni di recupero energetico, come dicevo, e ogni molecola di Gliceraldeide 3-fosfato, viene ossidata e fosforilata dal fosfato inorganico (NON DALL’ATP, ma da gruppi fosfato (PO4)3- liberi. E’ importante, ricordatelo.) nella prima di queste 5 reazioni. Dunque:

6) La Gliceraldeide 3-Fosfato viene ossidata e fosforilata ad 1,3- Bisfosfoglicerato dall’enzima gliceraldeide 3 fosfato deidrogenasi.
Occhio: ho detto che la molecola oltre a ricevere un gruppo fosfato in posizione 1, viene anche ossidata, cioè perde due elettroni. A chi vengono dati, secondo te? Ovvio che al NAD, il cui si trova proprio nel sito attivo dell’enzima che catalizza questa sesta reazione della glicolisi. Ricorda questo nome: Gliceraldeide 3-Fosfato Deidrogenasi.

7) In questa tappa ognuna delle due molecole di 1,3 Bisfosfoglicerato che ho ottenuto trasferisce il fosfato in posizione 1 all’ADP, con produzione di ATP e di 3 fosfoglicerato. Ne ho prodotte 2, dunque, e l’enzima che catalizza questa reazione si chiama fosfoglicerato chinasi.

8) In questa ottava tappa semplicemente il gruppo fosfato viene spostato nell’ambito della stessa molecola di 3 fosfoglicerato, ottenendo 2 fosfoglicerato.
Enzima: Mutasi. Semplice, no?

9) Siamo quasi alla fine. Nella nona tappa una Enolasi catalizza l’eliminazione di una molecola d’acqua dal 2 fosfoglicerato, ottenendo il fosfoenolpiruvato, per gli amici PEP.

10) Il PEP viene privato del gruppo fosforico che gli è rimasto, ad opera dell’enzima “Piruvato chinasi”, che lo trasferisce all’ADP, ottenendo il Piruvato ed ATP. Due molecole, ovviamente.
Da due molecole a tre atomi di carbonio (Il piruvato ha formula C3H4O3) a partire da una a 6 atomi di carbonio (il glucosio ha formula C6H12O6)

Mi potresti dire: dove sono finiti quegli atomi di idrogeno che mancano? Il piruvato ne ha 4, per due 8, che sono meno di 12 tipici del glucosio.

Bene, questi atomi vengono persi durante l’ossidazione, assieme agli elettroni che vengono trasferiti al NAD per ottenere NADH (nella tappa 6, ricordi?).

Reazioni reversibili e irreversibili

Ti lascio un’altra informazione importante e che non trovi spesso sui libri di testo: 7 di queste 10 reazioni sono reversibili, cioè gli enzimi che le catalizzano, nella cellula, sono capaci di lavorare in entrambe le direzioni della reazione, cioè ottenendo i reagenti dai prodotti. Sai dove è importante questo? Nell’ambito della Gluconeogenesi! Cioè la formazione di Glucosio a partire da alcuni intermedi della glicolisi, come può essere il piruvato, oppure il lattato… insomma percorrendo all’indietro la serie delle reazioni verso il Glucosio. Le reazioni irreversibili della glicolisi sono la 1, la 3 e la 10.

Siamo pronti per fare un bilancio, finalmente:

C6H12O6 + 2 ATP + 2 Pi + 2 NAD —> 2 C3H4O3 + 2 NADH (ottenute in tappa 6) + 2 H* + 4 ATP (ottenute in tappe 10 e 7) + 2 H2O (liberata in tappa 9).

* L’asterisco sull’ H indica che è un protone, liberatosi nell’ossidazione.

Alla prossima,

Pro-Med tutta.

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