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Appunti di biochimica
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Di cosa parla
β-Ossidazione degli Acidi Grassi
- Avviene nei mitocondri per produrre acetil-CoA, mentre la sintesi di acidi grassi avviene nel citoplasma.
- Gli acidi grassi (FFA) sono attivati a Acil-SCoA sulla membrana mitocondriale esterna tramite acil-CoA sintetasi.
- L'ingresso nei mitocondri è mediato dalle carnitina aciltransferasi I e II.
- Il ciclo comprende quattro reazioni: ossidazione FAD-dipendente, idratazione, ossidazione NAD+-dipendente e tiolisi con produzione di acetil-CoA.
- FADH2 e NADH prodotti alimentano la catena di trasporto degli elettroni per la sintesi di ATP.
- Per acidi grassi con più di 12 carboni, le ultime tre reazioni sono catalizzate dalla proteina trifunzionale (TFP) sulla membrana mitocondriale interna.
Regolazione della β-Ossidazione
- È strettamente regolata da stato nutrizionale e livelli energetici cellulari.
- Alti livelli di malonil-CoA (indicando abbondanza di glucosio) bloccano l'ingresso degli acidi grassi nei mitocondri.
- Bassi livelli di ATP o alti livelli di AMP attivano AMP-K, che inattiva l'acetil-CoA carbossilasi, riducendo il malonil-CoA e rimuovendo il blocco alla β-ossidazione.
- Alti rapporti NADH/NAD+ e acetil-CoA inibiscono specifiche tappe della via.
Metabolismo degli Acidi Grassi Dispari e Insaturi
- Gli acidi grassi a catena dispari producono propionil-CoA, che viene convertito in succinil-CoA e immesso nel ciclo di Krebs attraverso reazioni B12-dipendenti.
- Gli acidi grassi insaturi richiedono enzimi ausiliari come enoil-CoA isomerasi e 2,4-dienoil-CoA reduttasi per la β-ossidazione.
β-Ossidazione Perossisomiale
- Sistema di “accorciamento” per acidi grassi a lunga catena (LCFA) fino a C8, successivamente trasferiti ai mitocondri.
- La prima tappa produce H2O2 (neutralizzata dalla catalasi) anziché FADH2, senza generazione diretta di ATP, dissipando energia come calore.
- Coinvolta in patologie come la sindrome di Zellweger e l'Adrenoleucodistrofia (XALD), causate da difetti nei perossisomi.
Chetogenesi
- Avviene principalmente nel fegato mitocondriale, producendo corpi chetonici (acetone, acetoacetato, β-idrossibutirrato) dall'acetil-CoA.
- È attiva in condizioni di digiuno prolungato o diabete non trattato, quando l'acetil-CoA è abbondante e gli intermedi del ciclo di Krebs sono dirottati per la gluconeogenesi.
- I corpi chetonici sono esportati dal fegato e utilizzati come fonte energetica da tessuti periferici (cervello, muscolo).
- La chetoacidosi diabetica è una condizione grave di accumulo di corpi chetonici con conseguente acidosi del sangue.
Sintesi dei Lipidi
- Avviene nel reticolo endoplasmatico in condizioni di nutrizione.
- La biosintesi degli acidi grassi è un processo anabolico che allunga la catena carboniosa di 2 atomi per ciclo, utilizzando NADPH dalla via del pentoso fosfato.
- Catalizzata dal complesso multienzimatico acido grasso sintasi.
- L'acetil-CoA precursore viene trasportato dal mitocondrio come citrato e riconvertito nel citosol.
Regolazione della Sintesi degli Acidi Grassi e dei Trigliceridi
- L'enzima chiave è l'acetil-CoA carbossilasi (ACC), regolata covalentemente (fosforilazione/defosforilazione) e allostericamente.
- L'insulina attiva ACC (tramite defosforilazione), promuovendo la sintesi; glucagone e AMP la inibiscono.
- Il citrato è un attivatore allosterico di ACC, mentre il palmitoil-CoA è un inibitore.
- La sintesi dei trigliceridi (TG) è stimolata dall'insulina.
- La gliceroneogenesi è un percorso per produrre L-glicerolo 3-P nel tessuto adiposo, regolato da ormoni come i glucocorticoidi.
Biosintesi del Colesterolo
- Via anabolica, prevalentemente citosolica, nota come via del mevalonato.
- Il precursore è l'acetil-CoA.
- La tappa limitante è catalizzata dall'HMG-CoA reduttasi, che converte HMG-CoA in mevalonato, utilizzando NADPH. Questo enzima è bersaglio di farmaci ipocolesterolemizzanti (statine).
- La via procede attraverso la formazione di isopentenil pirofosfato, geranil pirofosfato, farnesil pirofosfato e squalene, fino al lanosterolo e infine al colesterolo.
Regolazione della Sintesi del Colesterolo
- Controllata principalmente dall'HMG-CoA reduttasi tramite modificazioni covalenti (fosforilazione/defosforilazione) e regolazione trascrizionale mediata dalle proteine SREBP (sterol response element binding protein).
Funzioni Biologiche ed Eliminazione del Colesterolo
- Il colesterolo è un precursore essenziale per gli ormoni steroidei, la vitamina D3 e gli acidi biliari.
- È un componente fondamentale delle membrane cellulari.
- Viene eliminato principalmente convertendolo in acidi biliari nel fegato (via della colesterolo 7α-idrossilasi), secreti nell'intestino e in parte riassorbiti.