Biochimica: Glicolisi e Ciclo di Krebs

In generale, la direzione di una reazione enzimatica dipende dalla concentrazione dei reagenti e dei prodotti, nonché dalla presenza di regolatori enzimatici come le protein chinasi. Queste ultime possono modificare l'attività dell'enzima, favorendone l'azione in una direzione specifica.

La via del pentoso fosfato è un'importante via metabolica che genera NADPH e ribosio-5-fosfato. Il NADPH ha due funzioni principali: facilitare la biosintesi riduttiva, ovvero la produzione di molecole complessi come acidi grassi e steroidi; e ridurre lo stress ossidativo, proteggendo le cellule dai danni dei radicali liberi.

Il glutatione è una proteina che protegge le cellule dallo stress ossidativo.

I radicali liberi sono specie chimiche altamente reattive che possono danneggiare le cellule e il DNA.

Il NADPH è un importante coenzima che svolge un ruolo chiave nella biosintesi riduttiva e nella difesa antiossidante.

Il ribosio-5-fosfato è un precursore essenziale per la sintesi di acidi nucleici, nucleotidi e coenzimi.

NADH e NADPH sono coenzimi importanti, ma non intercambiabili, poiché partecipano a reazioni metaboliche diverse.

La via del pentoso fosfato svolge diverse funzioni specifiche in diversi organi. Ad esempio, nelle ovaie, è coinvolta nella sintesi degli steroidi.

La biochimica è lo studio delle reazioni chimiche che avvengono negli organismi viventi. Si basa sul concetto che tutti i processi biologici, dalla crescita alla riproduzione, sono governati da interazioni molecolari.

Le cellule sono le unità fondamentali della vita, in grado di svolgere tutte le funzioni essenziali. Ciascuna cellula contiene un set di informazioni genetiche e un sistema biochimico per la sua auto-sostenibilità.

Le principali molecole biologiche, come glucidi, lipidi, proteine e acidi nucleici, sono composte da unità più piccole chiamate monomeri. Queste molecole interagiscono tra loro per formare strutture più complesse.

L'acqua è il solvente principale negli organismi viventi, grazie alla sua capacità di sciogliere molte sostanze, regolare la temperatura e facilitare il trasporto di molecole.

Gli enzimi sono proteine ​​che accelerano le reazioni chimiche senza essere consumati nel processo. Fanno da catalizzatori biologici, permettendo alle reazioni vitali di avvenire a velocità appropriate.

Il metabolismo è l'insieme di tutte le reazioni chimiche che hanno luogo negli organismi viventi. Si divide in due fasi principali: anabolismo (sintesi di molecole) e catabolismo (degradazione di molecole).

L'ossigeno è fondamentale per la respirazione cellulare, fornendo energia alle cellule. Tuttavia, l'eccesso di ossigeno può essere dannoso, causando stress ossidativo, che danneggia le cellule.

Gli organismi viventi non sono in equilibrio con l'ambiente circostante, ma mantengono uno stato stazionario dinamico. Questo significa che le cellule sono in continua attività, scambiando materia ed energia con l'ambiente circostante.

Le proteine che aiutano a velocizzare le reazioni chimiche all'interno delle cellule.

Gli enzimi possono riconoscere e interagire solo con specifiche molecole chiamate substrati.

Gli enzimi accelerano o rallentano significativamente le reazioni chimiche, rendendole più efficienti.

Le condizioni ottimali per il funzionamento degli enzimi sono temperatura di 37°C, pH neutro e pressione normale.

Il complesso M-TORC1 è un esempio di come diversi enzimi possono unirsi per formare sistemi più complessi e regolatori.

Un processo metabolico ciclico che avviene nella matrice mitocondriale, il ciclo di Krebs produce ATP, H2O e CO2. Genera energia attraverso la scomposizione dell'Acetil-CoA in CO2, producendo anche elettroni ad alta energia che vengono utilizzati per la produzione di ATP nella fosforilazione ossidativa.

La piruvato deidrogenasi è un enzima complesso, formato da 3 subunità (E1, E2, E3), che catalizza la conversione del piruvato in Acetil-CoA. Durante questo processo, produce una molecola di NADH e una di CO2, liberando energia.

Una via metabolica che avviene nel citosol e produce piruvato, 2 ATP e NADH. Questa è la prima fase della respirazione cellulare.

Un composto mitocondriale che può derivare dal glucosio, dagli aminoacidi o dagli acidi grassi. È la molecola chiave del ciclo di Krebs.

Il passaggio del piruvato dal citosol al mitocondrio, dove si svolge il ciclo di Krebs. Il piruvato viene convertito in Acetil-CoA.

Le ligasi sono una classe di enzimi che catalizzano la formazione di nuovi legami covalenti tra due molecole, utilizzando l'energia fornita dall'idrolisi dell'ATP.

Le liasi sono una classe di enzimi che catalizzano l'aggiunta o la rimozione di gruppi chimici da substrati senza l'uso di acqua o ATP, spesso formando o rompendo doppi legami.

Le translocasi sono proteine di membrana che facilitano il trasporto di molecole o ioni attraverso le membrane cellulari, sfruttando diversi meccanismi come il gradiente di concentrazione o l'energia da altri processi biochimici.

La succinil-CoA sintetasi è un enzima che catalizza la conversione del succinil-CoA in succinato, rilasciando CoA e producendo GTP.

La fumarasi è un enzima liasi che catalizza la conversione del fumarato in malato, aggiungendo una molecola d'acqua.

Gli enzimi ossidoreduttasi catalizzano le reazioni di ossido-riduzione, trasferendo elettroni da una molecola donatrice (riducente) a una molecola accettore (ossidante).

Le transferasi trasferiscono gruppi funzionali, come fosfati, metili o acili, tra diverse molecole, come proteine, zuccheri e lipidi. Questo processo può portare alla fosforilazione, metilazione o acetilazione delle molecole.

Gli enzimi isomerasi modificano la struttura di una molecola convertendola in uno dei suoi isomeri. Questo riarrangiamento riorganizza i gruppi funzionali all'interno della molecola.

Le idrolasi catalizzano le reazioni di idrolisi, dove l'aggiunta di una molecola d'acqua scinde un legame covalente.

Le ligasi catalizzano la formazione di un nuovo legame covalente tra due molecole, utilizzando energia derivata dalla scissione di ATP.

Le liasi catalizzano la scissione di un legame covalente senza l'utilizzo di acqua, spesso producendo un doppio legame o un anello.

Le translocasi catalizzano il movimento di ioni o molecole attraverso le membrane cellulari.

Le sei classi principali di enzimi sono: ossidoreduttasi, transferasi, isomerasi, idrolasi, ligasi, liasi e translocasi. Ogni classe ha una funzione specifica diversa.