Introduzione al Metabolismo - Corso Completo

Lo studio di come le cellule e gli organismi viventi utilizzano le molecole per produrre energia, costruire strutture e svolgere funzioni essenziali.

Il processo mediante il quale le cellule energetiche vengono decomposte per ricavare energia essenziale.

Il processo mediante il quale le cellule utilizzano energia per creare molecole complesse necessarie per la crescita e la riparazione.

Riguarda i processi che avvengono all'interno della cellula.

Il processo mediante il quale le cellule convertono il glucosio in energia sotto forma di ATP.

Lo studio delle caratteristiche chimiche e dei processi biologici che avvengono negli organismi viventi, concentrandosi sulle molecole.

Studio del ruolo metabolico dei diversi tessuti e della loro cooperazione.

Lo studio delle modificazioni molecolari che causano le malattie e del modo in cui i farmaci possono essere utilizzati per trattare le malattie.

Il processo che regola l'attività di un enzima, modificando il suo stato o la sua quantità nella cellula.

Modificare la velocità o l'efficienza di un enzima già presente nella cellula.

Segnali provenienti dall'interno della cellula che influenzano l'attività degli enzimi.

Segnali provenienti dall'esterno della cellula che influenzano l'attività degli enzimi.

Modificare il numero di molecole di enzima in una cellula, agendo sulla sintesi e degradazione dell'enzima.

Aumentare la velocità di trascrizione di un gene, portando ad un aumento della quantità di enzima prodotto.

Diminuire la velocità di trascrizione di un gene, portando ad una diminuzione della quantità di enzima prodotto.

Un enzima che catalizza una reazione irreversibile e che viene regolato per controllare un'intera via metabolica.

Una reazione che libera energia chimica perché la variazione di energia libera è estremamente negativa.

Una reazione con variazione di energia libera prossima allo zero, né estremamente positiva né estremamente negativa.

La scissione di un legame anidridico ad alta energia. La reazione è estremamente favorita (ΔG negativo) perché libera molta energia chimica.

Una reazione che è sfavorita, con ΔG positivo o nullo.

La quantità di energia libera effettivamente necessaria per far avvenire una reazione.

La variazione di energia libera standard, misurata in condizioni standard, che fornisce informazioni solo sul ΔG in condizioni ideali.

Il ΔG reale di una reazione dipende non solo dal ΔG0' ma anche dalle concentrazioni di reagenti e prodotti. Questa legge spiega come le concentrazioni influiscano sull'equilibrio di una reazione.

La reazione avviene in base alla concentrazione di reagenti e prodotti, non solo alla variazione di energia libera standard. È importante considerare le concentrazioni di tutte le specie coinvolte.

Una reazione chimica che crea un nuovo legame carbonio-carbonio tra l'acetil-CoA e l'ossalacetato, formando citril-CoA. Il processo è esoergonico ed è guidato dalla scissione del legame tioestere nell'acetil-CoA.

Un intermedio formato nel sito attivo della citrato sintasi prima della formazione del citrato. È composto da acetil-CoA legato all'ossalacetato.

La scissione del legame tioestere del citril-CoA per formare citrato e CoA. Questa reazione è guidata dalla molecola d'acqua.

Un enzima che catalizza la conversione del citrato in isocitrato nel ciclo di Krebs. Il processo prevede la rimozione di una molecola d'acqua e l'aggiunta di un'altra.

Un meccanismo di regolazione enzimatica in cui il legame di un substrato induce un cambiamento conformazionale nell'enzima, migliorando l'attività catalitica. La citrato sintasi è un esempio di adattamento indotto.

Un enzima che è suscettibile a reazioni secondarie o perdita del substrato se il suo sito attivo rimane aperto. La citrato sintasi si chiude dopo il legame dell'ossalacetato per evitare queste reazioni indesiderate.

Un enzima che è influenzato da una molecola che è già un prodotto della reazione catalizzata dall'enzima stesso. La citrato sintasi è inibita dal citrato, che è un prodotto della sua reazione.

Uno dei prodotti della reazione della citrato sintasi. È un importante intermedio nel ciclo di Krebs.

Il complesso dell'α-chetoglutarato deidrogenasi è un enzima che catalizza la decarbossilazione ossidativa dell'α-chetoglutarato, producendo succinil-CoA. Questo processo è simile a quello del complesso della piruvato deidrogenasi, che catalizza la decarbossilazione ossidativa del piruvato. Entrambi i complessi coinvolgono un meccanismo multi-enzimatico con una serie di cofattori essenziali.

Il complesso dell'α-chetoglutarato deidrogenasi utilizza la tiamina pirofosfato (TPP) per catalizzare la decarbossilazione dell'α-chetoglutarato, un passaggio chiave nella sua azione.

L'ipoammide transuccinilasi è un enzima che ossida l'α-chetoglutarato decarbossilato, formando il succinil-CoA. Questa reazione è importante per la produzione di energia cellulare nel ciclo di Krebs.

L'energia chimica generata dall'ossidazione dell'α-chetoglutarato viene utilizzata per ridurre il NAD+ e per formare il legame tioestere ad alta energia nel succinil-CoA. Questo legame è cruciale per la reazione successiva del ciclo di Krebs.

La succinil-CoA sintetasi è un enzima che catalizza la fosforilazione a livello del substrato, in cui l'energia del legame tioestere del succinil-CoA viene utilizzata per formare GTP da GDP e fosfato inorganico. Questo è un esempio di produzione diretta di ATP, senza la necessità di un gradiente protonico.

Il succinil-CoA sintetasi utilizza l'energia del legame tioestere del succinil-CoA per formare un intermedio ad alta energia, il succinil-fosfato. Questo intermedio è poi convertito in GTP, liberando energia attraverso un processo di fosforilazione a livello del substrato.

La reazione catalizzata dalla succinil-CoA sintetasi è reversibile, il che significa che può procedere in entrambe le direzioni. Questo è dovuto all'energia di Gibbs non particolarmente negativa della reazione.

Il complesso II è l'unico complesso della catena di trasporto degli elettroni che non trasporta protoni. Questo significa che il FADH2, che dona elettroni al complesso II, non contribuisce al gradiente protonico, producendo meno ATP rispetto al NADH.

La fumarasi è un enzima che catalizza l'idratazione del fumarato per formare L-malato. La reazione richiede una molecola di acqua e crea solo l'isomero L del malato.

La malato deidrogenasi è un enzima che catalizza l'ossidazione dell'L-malato in ossalacetato. Questa reazione è una deidrogenazione, che implica la rimozione di un atomo di idrogeno.

Il ciclo di Krebs è una via metabolica che ossida completamente l'acetil-CoA in anidride carbonica, producendo energia sotto forma di ATP e NADH.

La reazione catalizzata dalla malato deidrogenasi ha un ΔG°' positivo (endergonica), ma l'equilibrio è spostato verso la formazione di ossalacetato perché viene continuamente consumato in altre reazioni del ciclo di Krebs.

La malato deidrogenasi esiste in due forme isoenzimatiche: una mitocondriale e una citosolica. Le due forme svolgono ruoli diversi nel metabolismo.

Il ciclo di Krebs è una via metabolica anfibolica, in cui le reazioni possono essere utilizzate sia per la sintesi di molecole (anabolismo) sia per la loro decomposizione (catabolismo).

Le diverse reazioni del ciclo di Krebs possono avere ruoli diversi a seconda del tessuto e della condizione metabolica dell'organismo.