Glicolisi: Fase Preparatoria

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Questions and Answers

Qual è il ruolo principale dell'esochinasi nella regolazione della glicemia?

  • Aumentare la concentrazione di glucosio nelle cellule epatiche.
  • Fosforilare il glucosio, permettendogli di entrare nelle cellule e abbassando la sua concentrazione intracellulare. (correct)
  • Inibire l'ingresso del glucosio nelle cellule quando la glicemia è alta.
  • Convertire il glucosio in glicogeno per l'immagazzinamento a lungo termine.

Qual è la principale differenza tra esochinasi e glucochinasi in termini di localizzazione e funzione?

  • L'esochinasi fosforila il fruttosio, mentre la glucochinasi fosforila il glucosio.
  • L'esochinasi è costitutiva e regola la glicemia a bassi livelli, mentre la glucochinasi è inducibile ed entra in azione quando la glicemia è alta. (correct)
  • L'esochinasi è specifica per il fegato, mentre la glucochinasi è ubiquitaria.
  • L'esochinasi è inibita dal glucosio-6-fosfato, mentre la glucochinasi non lo è.

Perché il glucosio, una volta fosforilato a glucosio-6-fosfato, non può attraversare liberamente la membrana cellulare?

  • A causa dell'assenza di proteine trasportatrici specifiche per il glucosio-6-fosfato.
  • A causa delle sue grandi dimensioni steriche.
  • Perché viene immediatamente convertito in glicogeno.
  • A causa dell'aggiunta di una carica negativa, che impedisce l'attraversamento dello strato idrofobico della membrana. (correct)

Qual è il significato dell'inibizione da prodotto dell'esochinasi da parte del glucosio-6-fosfato?

<p>Impedisce l'eccessivo consumo di ATP quando la cellula ha già sufficiente energia. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale ormone induce l'espressione del gene che codifica per la glucochinasi nelle cellule del fegato?

<p>Insulina. (B)</p> Signup and view all the answers

In che modo l'induzione della glucochinasi contribuisce all'abbassamento della glicemia dopo un pasto?

<p>Accelerando la fosforilazione del glucosio negli epatociti, riducendo così la concentrazione di glucosio nel sangue. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il destino del glucosio-6-fosfato negli epatociti quando la glicemia è elevata e le riserve di glicogeno sono in aumento?

<p>Viene convertito in glicogeno per essere immagazzinato come riserva energetica. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione della fosfoglucoisomerasi nella glicolisi?

<p>Convertire il glucosio-6-fosfato nel suo isomero fruttosio-6-fosfato. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo della fosfofruttochinasi (PFK) nella glicolisi e come viene regolata?

<p>Catalizza la formazione di fruttosio 1,6-bisfosfato ed è inibita dall'ATP. (A)</p> Signup and view all the answers

Quale reazione è catalizzata dall'aldolasi nella glicolisi?

<p>La scissione del fruttosio-1,6-bisfosfato in diidrossiacetone fosfato e gliceraldeide-3-fosfato. (A)</p> Signup and view all the answers

Perché il diidrossiacetone fosfato deve essere convertito in gliceraldeide-3-fosfato?

<p>Perché solo la gliceraldeide-3-fosfato può essere ulteriormente metabolizzata nelle fasi successive della glicolisi. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il guadagno netto di ATP nella fase preparatoria (non ossidativa) della glicolisi?

<p>0 ATP ma con consumo di 2 ATP. (A)</p> Signup and view all the answers

Come viene metabolizzato il mannosio per entrare nella via glicolitica?

<p>Viene fosforilato a mannosio-6-fosfato e poi isomerizzato a glucosio-6-fosfato. (D)</p> Signup and view all the answers

Quale enzima permette al fruttosio di entrare direttamente nella via glicolitica nel fegato?

<p>Fruttochinasi epatica. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il guadagno netto di ATP per ogni molecola di glucosio nella glicolisi, considerando sia la fase preparatoria che quella ossidativa?

<p>2 ATP. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione della gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi nella seconda fase della glicolisi?

<p>Catalizzare l'ossidazione della gliceraldeide 3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato, riducendo NAD+ a NADH. (B)</p> Signup and view all the answers

In che modo l'arseniato (AsO43-) influisce sulla via glicolitica?

<p>Si sostituisce al fosfato nella reazione della gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi, portando alla formazione di un composto instabile che non produce ATP. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione della fosfoglicerato mutasi nella glicolisi?

<p>Catalizzare l'isomerizzazione del 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato tramite un intermedio 2,3-bisfosfoglicerato. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo dell'enolasi nella glicolisi?

<p>Catalizzare l'eliminazione di una molecola d'acqua dal 2-fosfoglicerato per formare fosfoenolpiruvato (PEP). (C)</p> Signup and view all the answers

Quale enzima catalizza il trasferimento di un gruppo fosforile dal fosfoenolpiruvato (PEP) all'ADP per formare ATP e piruvato?

<p>Piruvato chinasi. (D)</p> Signup and view all the answers

Perché il 2-fosfoglicerato e il 3-fosfoglicerato devono essere convertiti in PEP (fosfoenolpiruvato) per generare ATP?

<p>Perché hanno un basso potenziale di trasferimento del gruppo fosforile e non possono direttamente fosforilare l'ADP. (D)</p> Signup and view all the answers

Qual è la funzione del 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG) negli eritrociti?

<p>Ridurre l'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno, facilitandone il rilascio ai tessuti. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale enzima è responsabile della conversione dell'1,3-bisfosfoglicerato in 2,3-bisfosfoglicerato negli eritrociti?

<p>Bisfosfoglicerato mutasi. (A)</p> Signup and view all the answers

Cosa succede all'NADH prodotto durante la glicolisi in condizioni anaerobiche?

<p>Viene riossidato a NAD+ durante la fermentazione lattica o alcolica. (B)</p> Signup and view all the answers

Qual è il prodotto finale della fermentazione lattica?

<p>Lattato. (B)</p> Signup and view all the answers

Come spiega il ciclo di Cori il rapporto tra muscolo e fegato durante l'esercizio fisico intenso?

<p>Il muscolo trasferisce lattato al fegato, dove viene convertito in glucosio e ritrasportato al muscolo. (B)</p> Signup and view all the answers

In che modo il pH acido causato dall'accumulo di acido lattico influisce sulla contrazione muscolare?

<p>Provoca la contrazione involontaria del muscolo e, quindi, crampi. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il vantaggio principale del metabolismo aerobico del glucosio rispetto alla glicolisi anaerobica?

<p>Produce una quantità significativamente maggiore di ATP per molecola di glucosio. (C)</p> Signup and view all the answers

Quante molecole di ATP si ottengono dal metabolismo aerobico di una molecola di glucosio?

<ol start="36"> <li>(D)</li> </ol> Signup and view all the answers

Cosa succede al piruvato prodotto dalla glicolisi in condizioni aerobiche?

<p>Entra nei mitocondri dove subisce ulteriori trasformazioni nel ciclo di Krebs e nella catena di trasporto degli elettroni. (D)</p> Signup and view all the answers

Quali sono i prodotti finali del metabolismo aerobico del glucosio?

<p>Anidride carbonica, acqua e ATP. (C)</p> Signup and view all the answers

In che modo il fegato contribuisce al mantenimento della glicemia durante il digiuno?

<p>Degradando il glicogeno (glicogenolisi) e sintetizzando nuovo glucosio (gluconeogenesi). (C)</p> Signup and view all the answers

Cosa si intende per enzima costitutivo, come l'esochinasi, rispetto a un enzima inducibile, come la glucochinasi?

<p>Un enzima costitutivo è sempre presente nella cellula a livelli relativamente costanti, mentre un enzima inducibile viene sintetizzato in risposta a un segnale specifico. (C)</p> Signup and view all the answers

Se un individuo ha una deficienza di glucochinasi, quale sarebbe l'effetto più probabile sulla sua glicemia dopo un pasto ricco di carboidrati?

<p>La glicemia aumenterebbe eccessivamente e rimarrebbe elevata per un periodo prolungato. (D)</p> Signup and view all the answers

Oltre al glucosio, quali altri zuccheri possono entrare nella via glicolitica e come vengono convertiti?

<p>Sia il fruttosio che il mannosio; il fruttosio viene convertito in fruttosio-6-fosfato o gliceraldeide-3-fosfato, mentre il mannosio viene convertito in glucosio-6-fosfato. (A)</p> Signup and view all the answers

In quale fase della glicolisi si ha la prima produzione di ATP?

<p>Reazione catalizzata dalla fosfoglicerato chinasi, con la conversione dell'1,3-bisfosfoglicerato in 3-fosfoglicerato. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il significato dell'isomerizzazione del glucosio-6-fosfato a fruttosio-6-fosfato nella glicolisi?

<p>Prepara la molecola per la successiva fosforilazione, che è un passaggio obbligato per la scissione dello zucchero. (B)</p> Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio il processo di fosforilazione del glucosio?

<p>l trasferimento di un gruppo fosforile da una molecola di ATP al glucosio. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il significato funzionale della fosforilazione del glucosio a glucosio-6-fosfato all'inizio della glicolisi?

<p>Intrappola il glucosio all'interno della cellula e lo attiva per le successive reazioni metaboliche. (A)</p> Signup and view all the answers

In che modo l'insulina influenza l'espressione della glucochinasi negli epatociti?

<p>L'insulina attiva un recettore di membrana che innesca una cascata di segnalazione, aumentando l'espressione genica della glucochinasi. (A)</p> Signup and view all the answers

Qual è il destino principale del glucosio-6-fosfato negli epatociti quando la glicemia è alta e le riserve di glicogeno sono già sature?

<p>Viene convertito in acidi grassi per la sintesi di trigliceridi. (C)</p> Signup and view all the answers

Quale reazione della glicolisi è direttamente influenzata dall'arseniato (AsO43-) e quale conseguenza provoca?

<p>La reazione catalizzata dalla gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi, portando alla formazione di un composto instabile e alla mancata produzione di ATP. (D)</p> Signup and view all the answers

Come viene ripristinato il NAD+ necessario per la glicolisi in condizioni anaerobiche?

<p>Attraverso la conversione del piruvato in lattato mediante la lattato deidrogenasi. (C)</p> Signup and view all the answers

Qual è il ruolo del ciclo di Cori nel metabolismo del glucosio?

<p>Trasportare il lattato prodotto nei muscoli al fegato, dove viene riconvertito in glucosio. (D)</p> Signup and view all the answers

Perché il metabolismo aerobico del glucosio produce molta più ATP rispetto alla glicolisi anaerobica?

<p>Perché il metabolismo aerobico permette l'ossidazione completa del piruvato a CO2 e H2O attraverso il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa. (A)</p> Signup and view all the answers

In che modo la fosfofruttochinasi (PFK) regola la velocità della glicolisi, e quali fattori influenzano la sua attività?

<p>Catalizza un passaggio irreversibile; è inibita da alti livelli di ATP e citrato, ed è attivata da AMP e fruttosio-2,6-bisfosfato. (A)</p> Signup and view all the answers

Nel contesto della glicolisi, perché è necessario che il diidrossiacetone fosfato (DHAP) venga isomerizzato a gliceraldeide-3-fosfato (G3P)?

<p>Perché solo la G3P può essere ulteriormente metabolizzata nelle fasi successive della glicolisi. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Glicolisi

Scissione del glucosio in una serie di reazioni catalizzate da enzimi nel citoplasma.

Chinasi

Enzimi che trasferiscono un gruppo fosforile da ATP a un'altra molecola, come il glucosio.

Fosforilazione del glucosio

Intrappola il glucosio nella cellula conferendogli una carica negativa, impedendone la fuoriuscita spontanea.

Esochinasi e glucochinasi

Due enzimi che catalizzano la fosforilazione del glucosio a glucosio 6-fosfato.

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Esochinasi

Enzima presente in tutte le cellule che fosforila il glucosio per abbassarne la concentrazione intracellulare.

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Inibizione da prodotto

Inibizione dell'azione di un enzima da parte del prodotto della reazione che catalizza.

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Glucochinasi

Enzima epatico indotto dall'insulina che fosforila il glucosio anche quando l'esochinasi è inibita.

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Insulina

Ormone prodotto dalle cellule beta del pancreas in risposta all'aumento della glicemia.

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Recettore per l'insulina

Molecola specifica sulle cellule bersaglio che lega l'insulina, innescando una cascata di segnali.

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Enzima inducibile

Enzima presente nella cellula solo quando è necessaria la sua azione, come la glucochinasi.

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Glicogeno

Polisaccaride di riserva energetica, accumulato soprattutto nel fegato e nei muscoli.

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Isomerizzazione del glucosio 6-fosfato

Conversione del glucosio 6-fosfato in fruttosio 6-fosfato, catalizzata dalla fosfoglucoisomerasi.

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Scissione del fruttosio 1,6-bisfosfato

Scissione del fruttosio 1,6-bisfosfato in diidrossiacetonefosfato e gliceraldeide 3-fosfato, catalizzata dall'aldolasi.

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Isomerizzazione del diidrossiacetonefosfato

Conversione del diidrossiacetonefosfato in gliceraldeide 3-fosfato, catalizzata da un'isomerasi.

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Esochinasi eritrocitaria

Enzima eritrocitario che trasforma il fruttosio in fruttosio 6-fosfato.

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Deidrogenasi

Enzimi che catalizzano il trasferimento di potere riducente da una molecola riducente a una ossidante.

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NAD+ e FAD

Coenzimi che accettano o donano elettroni nelle reazioni redox, come quelle catalizzate dalle deidrogenasi.

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Fosfoglicerato chinasi

Enzima che catalizza il trasferimento di un fosforile dall'1,3-bisfosfoglicerato ad ADP, formando ATP.

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Arseniato (AsO43-)

Anione che può sostituire il fosfato nella prima reazione della seconda fase della glicolisi, bloccando la produzione di ATP.

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Fosfoglicerato mutasi

Enzima che converte il 3-fosfoglicerato in 2-fosfoglicerato, attraverso un intermedio 2,3-bisfosfoglicerato.

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Enolasi

Enzima che catalizza l'eliminazione di una molecola d'acqua dal 2-fosfoglicerato, ottenendo fosfoenolpiruvato (PEP).

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Fosfoenolpiruvato (PEP)

Composto con elevato potenziale di trasferimento di un gruppo fosforile, prodotto dall'enolasi.

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Piruvato chinasi

Enzima che trasferisce un fosforile dal PEP ad ADP, formando ATP e piruvato.

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Piruvato

Molecola prodotta alla fine della glicolisi, può essere convertita in lattato o entrare nel ciclo di Krebs.

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Sintesi di 2,3-bisfosfoglicerato negli eritrociti

Deviazione dalla glicolisi negli eritrociti per produrre 2,3-bisfosfoglicerato, che influisce sull'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno.

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Fermentazione

Processo anaerobico che riconverte il NADH in NAD+, producendo lattato o etanolo.

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Ciclo di Cori

Ciclo metabolico che trasferisce il lattato dal muscolo al fegato, dove viene riconvertito in glucosio attraverso la gluconeogenesi.

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Gluconeogenesi

Via metabolica che produce glucosio a partire da precursori non glucidici, come il lattato.

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Study Notes

Glicolisi: Panoramica

  • La glicolisi è un processo metabolico che scinde il glucosio in una serie di reazioni enzimatiche.
  • Avviene nel citoplasma cellulare.
  • Implica dieci passaggi enzimatici.
  • È divisa in una fase preparatoria non ossidativa e una fase ossidativa.

Fase Preparatoria (Non Ossidativa)

  • Il glucosio viene fosforilato a glucosio 6-fosfato da una chinasi, utilizzando ATP.
  • La fosforilazione intrappola il glucosio nella cellula conferendogli una carica negativa, impedendogli di attraversare la membrana cellulare.
  • Questo passaggio richiede energia (3,3 Kcal/mole).
  • La reazione è catalizzata da esochinasi e glucochinasi.

Esochinasi e Glucochinasi

  • L'esochinasi converte il glucosio in glucosio 6-fosfato in molte cellule, abbassando la concentrazione di glucosio intracellulare.
  • L'esochinasi è inibita allostericamente dal glucosio 6-fosfato.
  • La glucochinasi, indotta dall'insulina nel fegato e nei reni, fosforila il glucosio quando i livelli di glucosio sono alti, senza essere inibita dal prodotto.
  • La glucochinasi è tipica del fegato ed è presente in modo transitorio, mentre l'esochinasi è ubiquitaria e costitutiva.
  • Il glucosio 6-fosfato può essere convertito in glicogeno per essere immagazzinato nel fegato.

Passaggi Glicolitici 2-5

  • Il glucosio 6-fosfato viene isomerizzato in fruttosio 6-fosfato dalla fosfoglucoisomerasi.
  • Il fruttosio 6-fosfato viene fosforilato a fruttosio 1,6-bisfosfato dalla fosfofruttochinasi, utilizzando un'altra molecola di ATP.
  • Il fruttosio 1,6-bisfosfato viene scisso dall'aldolasi in diidrossiacetone fosfato e gliceraldeide 3-fosfato.
  • Il diidrossiacetone fosfato viene convertito in gliceraldeide 3-fosfato da un'isomerasi.
  • Due molecole di ATP vengono consumate in questa fase.

Entrata di Altri Zuccheri nella Glicolisi

  • Il mannosio viene fosforilato in mannosio 6-fosfato dall'esochinasi, poi isomerizzato in glucosio 6-fosfato.
  • Il fruttosio può essere trasformato in fruttosio 6-fosfato dall'esochinasi eritrocitaria o in gliceraldeide 3-fosfato e diidrossiacetone fosfato dalla fruttochinasi epatica e dall'aldolasi.

Fase Ossidativa

  • La gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi ossida la gliceraldeide 3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato, riducendo NAD+ a NADH.
  • La fosfoglicerato chinasi trasferisce un fosforile da 1,3-bisfosfoglicerato ad ADP, formando ATP e 3-fosfoglicerato.

Effetto dell'Arseniato

  • L'arseniato può sostituire il fosfato, portando alla formazione di 1-arsenio 3-fosfoglicerato e bypassando la produzione di ATP.
  • Ciò è tossico per le cellule.

Passaggi Glicolitici 8-10

  • La fosfoglicerato mutasi converte il 3-fosfoglicerato in 2-fosfoglicerato, passando attraverso un intermedio 2,3-bisfosfoglicerato.
  • L'enolasi rimuove l'acqua dal 2-fosfoglicerato, formando fosfoenolpiruvato (PEP).
  • La piruvato chinasi trasferisce un fosforile dal PEP ad ADP, formando ATP e piruvato.

2,3-Bisfosfoglicerato Negli Eritrociti

  • Negli eritrociti, l'1,3-bisfosfoglicerato può essere convertito in 2,3-bisfosfoglicerato, influenzando il legame dell'emoglobina all'ossigeno.
  • Questo bypass riduce la resa di ATP.

Fermentazione e Ciclo di Cori

  • Il NADH deve essere riconvertito in NAD+ attraverso la fermentazione lattica o alcolica in condizioni anaerobiche.
  • L'accumulo di acido lattico può causare crampi muscolari.
  • Il ciclo di Cori trasferisce il lattato dal muscolo al fegato, dove viene riconvertito in glucosio.

Metabolismo Aerobico vs. Anaerobico

  • Il metabolismo aerobico produce molta più ATP (34 molecole di ATP per molecola di glucosio) rispetto alla glicolisi (2 molecole di ATP).
  • Nel metabolismo aerobico, il piruvato entra nei mitocondri e viene convertito in anidride carbonica e acqua.

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