Medicina - NAD e NADH PDF

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NAD e NADH...

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MEDICINA Il NAD (Nicotinammide-Adenine-Dinucleotide) e il FAD (Flavian-AdeninDinucleotide) sono dei coenzimi che hanno la funzione di trasportare gli elettroni durante i processi catabolici (come per es. la glicosi = che è la via di degradazone del glucosio. Il suo nome deriva dal fatto che durante una reazione enzimatica una molecola a 6 atomi di carbonio ovvero il glucosio viene scissa in 2 molecole a 3 atomi di carbonio ovvero il piruvato. La glicosi è una via fermentativa perché avviene in assenza di ossigeno. La glicosi è una tappa metabolica fondamentale per le cellule ed è la principale via metabolica usata per ottenere energia dal glucosio.) Il coenzima non è un vero e proprio enzima ma è quel qualcosa che aiuta un enzima nello svolgimento delle sue funzioni. Il coenzima è importante quando l'enzima , una carenza delle costituenti del coenzima come per esempio (carenza di niacina o riboflavina) causa seri problemi al nostro organismo. *** (in enzimologia con il termine “cofattore” si intende una piccola molecola di natura non proteica o uno ione metallico che si associa all'enzima e ne rende possibile l'attività catalitica. La maggior parte degli enzimi che richiedono il legame a cofattori, infatti, perdono ogni funzionalità in caso di sua assenza). ***

COSTITUZIONE NAD → formato da 2 nucleotidi (un nucleotide è formato da una base azotata, da uno zucchero pentoso cioè a 5 atomi di carbonio e da gruppi fosfato infatti i nucleotidi sono unit à ripetitive degli acidi nucleici → DNA e RNA) Questi 2 nucleotidi sono legati assieme tramite i loro gruppi fosfato, in un cui un nucleotide presenta la base azotata → adenina mentre l'altro → nicotinammide. Il NAD esiste in 2 forme: NAD+ → nicotinamide-adenine-dinucleotide ossidato o NAD ossidato = IN QUANTO PRIVO DI ELETRONI) e NADH ( nicotinamide-adenine-dinucleotide ridotto o NAD ridotto in quando ha legato gli elettroni)

NAD e FAD sono dei coenzimi (molecole che aiutano gli enzimi, dunque se questi due coenzimi mancano gli enzimi che ne hanno bisogno non funzionano più ). Questi coenzimi hanno la funzione di accettare e trasportare gli elettroni e tramite questo processo l'energia, durante il catabolismo viene immaganizzata e successivamente utilizzata in modo controllato per le necessità cellulari)

Il NAD è presente in tutte le cellule viventi con la funzione di agire come coenzima andando ad accettare elettroni durante reazione di ossidoriduzione (perchè le reazioni di REDOX sono passaggi di elettroni) operata dalle deidrogenasi (con questo nome si intende una sottoclasse di enzimi appartenenti alla classe delle ossidoreduttasi catalizzanti reazioni biochimiche di ossidoruzione che vedono il trasferimento di due atomi di idrogeno → un protone e uno ione idruro da un substrato donatore a un substrato accettore. ) Grazie al NAD, durante il catabolismo, viene garantita l'ossidazione delle molecole (se non ci fosse il NAD gli elettroni non possono essere trasferiti e le reazioni di ossidoriduzione si bloccano) , in modo tale che l'energia venga immagazzinata e successivamente utilizzata in modo controllata. Per esempio durante alcuni processi catabolici → es. glicosi o la β- ossidazione degli acidi grassi – il NAD+ (ricevendo gli elettroni trasferiti da enzimi) si trasforma in NASH che successivamente trasferirà gli elettroni ossidandosi nuovamente a NAD+ (questo processo avviene in modo particolare durante la fosforilazione ossidativa per mezzo della catena di trasporto degli elettroni che viene accoppiata alla produzione di ATP (la fosforilazione è una reazione chimica che consiste nell'addizione di un gruppo fosfato (PO 4³¯) ad una proteina o ad un'altra molecola. Tale reazione ha una frequenza molto elevata in biochimica: gli enzimi che solitamente catalizzano le fosforilazioni sono le chinasi).

ENZIMI Le reazioni metaboliche avvengono grazie agli enzimi ( proteine a struttura globulare). Gli enzimi sono catalizzatori biologici → aumentano la velocità delle reazioni biologiche (e quindi un raggiungimento più rapido dell'equilibrio termodinamico dunque agiscono dal punto di vista cinetico senza modificare la termodinamica del processo) senza parteciparvi attivamente e senza essere consumati. La maggior parte degli enzimi sono proteine (enzimatiche) mentre una minoranza di enzimi sono particolari molecole di RNA chiamati ribozimi o enzimi a RNA. Le sostanze che reagiscono legandosi ad un enzima → substrati (essi si legano all'enzima in un punto ben preciso → sito attivo , inserendosi perfettamente in esso si va a creare il complesso enzima-substrato, le molecole dei substrati sono orientate in modo da favorire l'incontro di gruppi reattivi e facilitare la formazione del prodotto. La complementarietà fra enzima e il substrato mostra come enzima sia specifico e quindi in grado di catalizzare una sola reazione. L'enzima è in grado di abbassare l'energia necessaria affinché la reazione possa avvenire, cioè quella che viene definita “energia di attivazione”.

Molti enzimi richiedono (per poter correttamente funzionare) temperatura e pH ben precise e la presenza di cofattori: ioni (Mg²⁺) oppure piccole molecole organiche chiamate coenzimi (spesso sono vitamine o composti derivate da queste). Alcuni coenzimi agiscono come accettori di elettroni nelle reazioni di ossidoriduzione, acquistando una coppia di elettroni. I nomi degli enzimi terminano in -asi es. idrolasi → catalizzano reazioni di idrolisi polimerasi → catalizzano reazioni di polimerizzazione (DNA polimerasi → catalizza la sintesi del DNA il quale è un polimero) Gli enzimi a seconda del ruolo che devono svolgere sono localizzati a vari livelli. Di solito il ruolo degli enzimi è svolto all'interno della cellula, dove essi si possono localizzare sia a livello della membrana cellulare (involucro che riveste l cellula, è formata essenzialmente da fosfolipidi), all'interno di organuli (mitocondri, lisosomi, reticolo..) ma gli enzimi possono svolgere le loro attività anche all'esterno della cellula es. enzimi secreti dal pancreas (ghiandola annessa all'apparato digerente

formato da una parte esocrina e una endocrina. La sua funzione è di produrre succo pancreatico →prodotto dalla parte esocrina, e produce anche insulina e glucagone → prodotti dalla parte endocrina. Il succo pancreatico ha la funzione di digerire alcune sostanze nell'intestino tenue, mentre l'insulina e il glucagone hanno come funzione principale quella di controllare la concentrazione del glucosio nel sangue) è quello di attivarsi e agire a livello dell'intestino (che l'ultima parte dell'apparato digerente. Si presenta come un tubo di diametro variabile con pareti flessibili e ripiegato più volte su se stesso) operano la digestione → se questi enzimi si dovessero attivare a livello del pancreas si scatenerebbe la pancreatite che è una malattia infiammoria del pancreas. Sempre parlando di digestione alcuni enzimi sono localizzati sulla superficie delle cellule intestinali es. enterociti ( digestione: è il primo passaggio della nutrizione degli organismi viventi, il processo chimico e/o meccanico che trasforma e riduce in complessità i principi nutritivi assunti, in genere macromolecole o strutture biologiche complesse, in sostanze più semplici assorbibili ed assimilabili dall'organismo). CATABOLISMO DEL GLUCOSIO La cellula ricava energia → graduale ossidazione di sostanze organiche. La principale fonte energetica per le cellule → DEMOLIZIONE DEL GLUCOSIO (C6H12O6) → può coinvolgere diverse fasi e procedere fino ox completa con la produzione di CO2 o arrestarsi a livello di composti intermedi. 1° fase ox → Glicolisi → Processo in cui glucosio viene demolito a piruvato. Glicolisi è presente in tutte le cellule Successivamente, a seconda dell'organismo (delle sue capacità) e condizioni ambientali, il piruvato formato con la glicolisi può eseguire 2 percorsi : • In assenza di O (anaerobiosi) → viene ridotto tramite processo di fermentazione ad acido lattico, etanolo o altri composti • con O (aerobiosi) viene ossidato a CO2 durante la respirazione cellulare. GLICOLISI → 9 reazioni biochimiche presenti nel citoplasma ciascuna catalizzata da un enzima specifico. Durante questo processo una molecola di glucosio viene trasformata in 2 molecole di acido piruvidico (C3H4O3) a 3 atomi C liberando energia → che viene sfruttata per produrre 2 molecole di ATP e 2 di NADH Equazione glicolisi: glucosio + 2ATP + 4ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2piruvato + 2ADP + 4ATP + 2NADH + 2H+...