Biochimica metabolica: ciclo di Krebs e metabolismo del glicogeno

Processo di Beta-Ossidazione

l'elettrone che utilizzava per legare il carbonio a e lascia quest'ultimo con un elettrone libero. Questo viene usato per legare l'H proveniente dal gruppo SH; infatti, anche lo zolfo si trova con un legame in più (ne può formare 2 ma ne presenta 3) e deve quindi liberarsene. Si formano molecole di acetil-CoA

1. La molecola di acido grasso viene accorciata e il processo si ripete finché non ne resta una con 2C, che, avendo già un CoA legato, non necessita della sua ulteriore aggiunta (è già un acetil-CoA)

Nel calcolo dei NADH e dei FADH2 bisogna quindi considerare che l'ultima molecola è un residuo

Resa del processo di Beta-Ossidazione

• Numero di molecole di acetil-CoA ottenute: corrisponde alla metà dei C presenti nella catena dell'acido grasso di partenza (dipende dal tipo di acido grasso)
• Numero di molecole di NADH e FADH2 ottenute: corrisponde alla metà dei C -1

I NADH e i FADH2, trovandosi già all'interno del mitocondrio, possono andare nella catena respiratoria (il FADH2 va sul coenzima Q). Prendendo per esempio un acido grasso a 16C il bilancio di ATP sarà:

• Le molecole di acetil-CoA saranno la metà dei C, quindi 8; queste saranno ossidabili nel ciclo di Krebs, da cui si ottengono 3 NADH, 1 FADH2 e 1 ATP per ogni molecola di acetil-CoA; ogni NADH ci da 3 ATP, mentre il FADH2 ne dà 2, quindi avremo un guadagno di 12 ATP per ciclo di Krebs. Avendo a disposizione 8 molecole di acetil-CoA avremo 8x12=96 ATP
• Le molecole di NADH sono 7 (metà dei C -1) x3=21 ATP
• Le molecole di FADH2 sono 7 (metà dei C -1) x2=14 ATP

Il guadagno totale è di 131 ATP. È un processo molto lungo ma riesce a produrre grandi quantità di energia. Non viene utilizzato dalle fibre muscolari scheletriche che necessitano di energia immediata, ma dalle cellule muscolari cardiache. N.B. Il tutto avviene solo se ci troviamo in presenza di aerobiosi, altrimenti non sarebbe possibile ossidare. Questo però è ciò che accade quando abbiamo un acido grasso saturo e con un numero di C pari.

Intermedi della Beta-Ossidazione

B (C16)R-CH2-CH2-CH2-C -- S-CoA 0 Palmitoyl-CoA FAD acyl-CoA dehydrogenase FADH2 H R-CH2-C=C-C -- S-CoA H Ö trans-42- Enoyl-CoA H2O enoyl-CoA hydratase OH R-CH2-C-CH2-C -- S-CoA H O L-B-Hydroxy- acyl-CoA NAD+ B-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase NADH + H R-CH2-C-CH2-C -- S-CoA O O acyl-CoA acetyltransferase (thiolase) (C14) R-CH2-C-S-CoA + CH3-C -- S-CoA =0 Ö (C14) Acyl-CoA (myristoyl-CoA) Acetyl -CoA

Resa ATP della Beta-Ossidazione

Il numero di atomi di carbonio degli intermedi della B-ossidazione 7 FADH2, ciascuno dei quali dá luogo alla formazione di 2 ATP nel corso dell'ossidazione da parte della catena di trasporto degli elettroni: resa = 14 ATP 7 NADH, ciascuno dei quali dà luogo alla formazione di 3 ATP nel corso dell'ossidazione da parte della catena di trasporto degli elettroni: resa = 21 ATP La conversione di ciascun acetil CoA in CO2 e H2O nel ciclo degli acidi tricarbossilici dà luogo alla formazione di 12 ATP: resa = 96 ATP C14 + CC > FADH2 NADH TCA Y C12 ccccc CCCCCC + CC - FADH2 - NADH TCA T C10 ccccccCCCC + CC FADH2 NADH TCA Ca cc CCCCCC + CC FADH2 - NADH TCA Ce CCCCCC + CC 12 ATP FADH2 - NADH TCA CA CCCC + CC 12 ATP OH O cc + CC C2 R-CH - CH2-C-S-CoA NADH 12 ATP 0 R-C-CH2-C-S-CoA O +CoA Acetil CoA 14 ATP 21 ATP 96 ATP A-C-S-CoA + CH3-C-S-COA Acetil CoA 131 ATP 12 ATP -FADH2 NADH TCA 12 ATP 12 ATP 12 ATP 12 ATP R-CH2-CH2-C-S- COA FADH2 O R-CH -CH-C-S-CoA H2O FADH2 + NADH TCA TCA 7 FADH 7 NADH B-Ketoacyl-CoA CoA-SH-