Glicolisi: le 10 tappe che dal glucosio portano al piruvato

In un precedente post vi ho introdotto la glicolisi, via metabolica in cui per ogni molecola di glucosio vengono prodotte due di acido piruvico. Vediamo ora quali sono le reazioni e gli enzimi che le catalizzano.

1. fosforilazione del glucosio: il glucosio viene attivato per le successive reazioni, mediante una fosforilazione in posizione 6, dandoci il glucosio-6P; l'ATP è il donatore del gruppo fosforico. Questa reazione è catalizzata dalla esochinasi, ed è irreversibile. L'esochinasi ha bisogno di magnesio per esprimere la sua attività catalitica, ed è presente in tutti i tipi di cellule. Negli epatociti esiste la esochinasi D o glucochinasi e funziona solo in caso di glicemia elevata. E' solubile e citosolica.
glucosio -> glucosio-6P


2. conversione del glucosio-6P in fruttosio-6P: la fosfoesosio isomerasi catalizza la isomerizzazione reversibile del glucosio-6P (un aldosio) in fruttosio-6P (un chetosio). Anche questo enzima richiede il magnesio come cofattore.
glucosio-6P <-> fruttosio-6P


3. fosforilazione del fruttosio-6P a fruttosio 1,6-bisfosfato: in tale reazione, la fosfofruttochinasi-1 catalizza il trasferimento di un gruppo fosforico dall'ATP al fruttosio-6P, formando il fruttosio-1,6 bisfosfato. La reazione è irreversibile; La PFK-1 è di competenza della glicolisi, mentre la PFK-2 catalizza la formazione del fruttosio-2,6 bisfosfato. L'attività della PFK-1 aumenta quando l'ATP tende a scarseggiare.
fruttosio -6P -> fruttosio-1,6 bisfosfato


4. scissione del fruttosio-1,6 bisfosfato: l'enzima fruttosio-1,6 bisfosfato aldolasi catalizza la condensazione aldolica reversibile. Il fruttosio viene quindi scisso in due triosi fosfato diversi: la gliceraldeide 3P e diidrossiacetone P.
fruttosio-1,6 bisfosfato <-> diidrossiacetone-P + gliceraldeide-3P


5. interconversione dei triosi fosfato: solo la gliceraldeide-3P può essere utilizzata nelle reazioni successive, mentre il diidrossiacetone-P viene covertito il gliceraldeide-3P dalla triosio fosfato isomerasi.
diidrossiacetone-P <-> gliceraldeide-3P


6. ossidazione della gliceraldeide-3P a 1,3-bisfosfoglicerato: la prima tappa della seconda fase della glicolisi è catalizzata dalla gliceraldeide-3P deidrogenasi; questa è la prima delle due reazioni che portano alla sintesi di ATP. Durante l'ossidazione, si forma un intermedio il cui substrato è legato covalentemente all'enzima. Il gruppo aldeidico della gliceraldeide-3P reagisce con il gruppo -SH di una cisteina presente nel sito attivo dell'enzima, formando tioemiacetale. L'enzima è inibito dallo iodoacetato.
gliceraldeide-3P <-> 1,3-bisfosfoglicerato


7. trasferimento del gruppo fosforico da-1,3 bisfosfoglicerato all'ADP: l'enzima fosfoglicerato chinasi trasferisce il gruppo fosforico ad alta energia dal gruppo carbossilico dell'1,3-bisfosfoglicerato all'ADP formando ATP + 3-fosfoglicerato. Questa reazione, accoppiata alla precedente, rappresentano un processo di accoppiamento energetico, per cui la reazione globale è esoergonica.
1,3-bisfosfoglicerato + ADP <-> 3-fosfoglicerato + ATP


8. conversione del 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato: l'enzima fosfoglicerato mutasi catalizza lo spostamento reversibile del gruppo fosforico tra gli atomi di carbonio 2-3 del glicerato. Gli ioni magnesio sono importanti per questa reazione. In realtà sono due le tappe; dapprima un gruppo fosforico legato all'istidina del sito attivo dell'enzima, viene trasferito sul gruppo ossidrilico del C2 del 3-fosfoglicerato, formando il 2,3-bisfosfoglicerato. Tale gruppo fosforico viene trasferito sull'istidina dell'enzima, producendo 2 fosfoglicerato e rigenerando l'enzima fosforilato.
3-fosfoglicerato <-> 2-fosfoglicerato


9. deidratazione del 2-fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato: la reazione è catalizzata dalla enolasi, che promuove la rimozione reversibile di acqua dal 2-fosfoglicerato formando fosfoenolpiruvato.
2-fosfoglicerato <-> fosfoenolpiruvato


10. trasferimento del gruppo fosforico dal fosfoenolpiruvato all'ADP: la piruvato chinasi catalizza l'ultima reazione della glicolisi, formando l'acido piruvico. In questa reazione il piruvato, dapprima nella forma enolica, viene tautomerizzato nella forma chetonica, più stabile. Anche questa reazione è irreversibile.
fosfoenolpiruvato + ADP -> piruvato + ATP


Questo è un video, in inglese, che mostra le tappe della glicolisi, con una simpatica ed esaustiva animazione.



Anche gli altri monosaccaridi possono entrare nella via glicolitica; la spiegazione in questo post.

Nessun commento:

Posta un commento