Biomolecole e Metabolismo - copia
cos'è un carboidrato/glucide/zucchero/saccaride
biomolecole monomeriche o polimeriche costituite da un gruppo ossidrile e un gruppo aldeidico o un gruppo chetonico
funzioni carboidrati
riserva di energia (amido, glicogeno)
strutturale (cellulosa)
energetica (glucosio, fruttosio)
classificazione monosaccaridi
aldoso/chetosi
triosi/tetrosi/pentosi/esosi
nome unico che mischia le due classificazioni (aldotetroso, chetopentoso...)
definizione enantiomeri
enantiomeri o isomeri ottico = sono due isomeri (stessa formula bruta, diversa disposizione spaziale) configurazionali che hanno le stesse proprietà chimico-fisiche, differiscono solo perché ruotano la luce polarizzata dello stesso angolo ma in versi diversi. Sono uno l'immagine speculare dell'altro, non sono quindi sovrapponibili.
definizione diastereoisomeri
stereoisomeri = in una molecola con più di un centro chirale sono quei isomeri configurazionali che non sono uno l'immagine speculare dell'altro
definizione epimeri
epimeri = sono diastereoisomeri che differiscono solo per la configurazione di un centro chirale (esempio D-glucosio e D-galattosio)
cos'è un emiacetale/semiacetale?
semiacetale = composto che ha sullo stesso atomo di carbonio una funzione alcolica e una funzione eterea (condensazione di due alcol con perdita di una molecola acqua)
definzione anomeri
anomeri = epimeri che differiscono per la configurazione del carbonio emiacetalico
carbonio anomerico = è emiacetalico e stereocentro
alfa = sotto, beta = sopra
reazioni dei monosaccaridi (forma aciclica)
riduzione: carbonile a alditolo (con riducente (H))
ossidazione: aldosi a acidi carbossilici (acidi aldonici) (con reattivo di Tollens (soluzione basica con Ag+ o reattivo di Fehling (basica con Cu2+))
legame glicosidico
legame che si forma nei disaccaridi, tra il carbonio anomerico e un gruppo ossidrile dell'altro monosaccaride
costituenti lattosio
beta-D-galattosio e beta-D-glucosio
costituenti maltosio
due molecole di alfa-D-glucosio
riducente
perde elettroni, si ossida
in chimica organica (perde H o acquista O)
forma ridotta della molecola
ossidante
acquista elettroni, si riduce
in chimica organica, acquista H o perde O
forma ossidata della molecola
riduzione
trasferimento di elettroni (o atomi di H) dalla forma ossidata alla forma ridotto
ossidazione
perdita di elettroni (o atomi di H) dalla forma ridotta alla forma ossidata
costituenti saccarosio
alfa-D-glucosio e beta-D-fruttosio
costituenti cellobiosio
due molecole di beta-D-glucosio
i disaccardi chimicamente sono
acetali = hanno un carbonio che ha due funzioni eteree (condensiazione di due alcol)
costituenti amido
molecole di alfa-D-glucosio legati in catene lineari (polimero amilosio) e catene ramificate (polimero amilopectina)
amilopectina
biopolimero ramificato con catene lineari di molecole di alfa-D-glucosio legate da legami alfa(1->4)glicosidici e ogni venti-trenta unità da legami alfa(1->6)glicosidici
glicogeno struttura
biopolimero formato da catene lineari di alfa-glucosio legate da legami alfa(1->4)glicosidici e ogni 8/14 unità da legami alfa(1->6)glicosidici
cellulosa struttura
molecole di beta-D-glucosio legate tra loro da legami beta(1->4)glicosidici e stabilizzate da legami ad H (sono porti su file parallele)
definzione lipidi
vasta classe di composti chiimcamente eterogenei per struttura e porprità, ma che presentano tutti la caratteristica di essere insolubili in acqua e solubili in solventi organici apolari
disaccaridi più comuni
lattosio
cellobiosio
maltosio
saccarosio
polisaccaridi più comuni
cellulosa
chitina
amido
glicogeno
monosaccaridi più comuni
aldoesosi: glucosio, galattosio
chetoesosi: fruttosio
aldopentosi: ribosio, desossiribosio
funzioni lipidi
riserva energetica (trigliceridi)
strutturale (membrane)
idrorepellente (cere)
regolazione (ormoni e vitamine liposolubili)
classificazione lipidi
saponificabili (contengono acidi grassi che in soluzione basica formano i sali) -> trigliceridi, fosfolipidi, glicolipidi
non saponificabili (non danno sali/saponi in soluzione basica) -> steroidi, vitamine
funzioni trigliceridi
riserva energetica
veicolo riassorbimento vitamine liposolubili a livello intestinale
regolazione termica (strato di grasso sottocutaneo negli animali)
costituzione trigliceridi
molecola di glicerolo (1,2,3-propantriolo) e tre molecole di acidi grassi, legati da 3 legami estere (condensazione di due funzioni alcoliche)
acidi grassi essenziali
acido linoleico
acido linolenico
per la coagulazione del sangue e la risposta infiammatoria
classificazione trigliceridi
semplici (tutti acidi grassi uguali)
misti (acidi grassi diversi)
grassi (tamb solidi, acidi grassi saturi)
oli (tamb liquidi, acidi grassi insaturi)
classificazione acidi grassi
saturi (legami semplici carbonio-carbonio)
monoinsaturi (un legame doppio carbonio-carbonio)
poliinstaturi (due o più legami doppi)
reazioni dei trigliceridi
idrogenzione oli in grassi (esempio margarina da olio di mais, soia, arachidi)
idrolisi basica (fornendo calore) con soluzione di base forte (NaOH, KOH), saponificazione teste idrofile degli acidi grassi
definzione micelle
strutture che si formano quando un sapone di un acido grasso si dissocia in acqua: il catione sodio o potassio si allontana, mentre l'acido grasso ha una parte carica negativamente (testa) e una parte neutra e apolare (coda). insieme delle code formano una sfera idrofobica, le teste la circorndano e facendo interazione con l'acqua
perché i saponi sono tensioattivi?
abbassano la tensione superficiale dell'acqua facendo interagire le molecole d'acqua con loro e non tra di loro
definizione anfipatico
molecole in cui coesistono gruppi polari (idrofili) e apolari (idrofobici)
struttura fosfogliceridi
composti costituiti di una molecola di glicerolo, due acidi grassi (legami esteri), un gruppo fosfato + un amminoalcol (legame fosfodiestere)
amminoalcol funzione e più comuni
colina, etanolammina, sfingosina
fanno parte dei fosfolipidi e dei sfingolipidi
funzione sfingolipidi
isolanti nella guaina mielinica, riveste gli assoni del neurone
struttura sfingolipidi
sfingosina legata ad un acido grasso con un legame ammidico (tra funzione carbossilica e gruppo amminico), ad un fosfato + colina
legame ammidico
legame tra una funzione carbossilica e un gruppo amminico (NH2)
glicolipidi struttura
sfingosina + acido grasso (legame ammidico) + mono/oligosaccaride (legame glicosidico)
distinzione interna ai glicolipidi
gangliosidi (siti di riconoscimento per molecole specifiche, come gli ormoni)
cerebrosidi (nelle membrane nervose, recettori dei neurotrasmettitori)
tipi più importanti di steroidi
colesterolo
acidi biliari
ormoni stereoidei (sessuali e corticosurrenali)
struttura colesterolo
base di sterano (tre anelli esatomici e uno pentatomico) con un doppio legame, una catena alifatica con 2 metili e un gruppo alcolico
funzioni colesterolo
regola la fluidità delle membrane cellulari
isola la guaina mielinica per favorire l'impluso nervoso
base per la sintesi di vitamina D, acidi biliari e ormoni steroidei
LDL
Low density lipoprotein
bassa concentrazione proteica, alta concentrazione lipidica, trasporta il colesterolo sintetizzato dal fegato alle cellule
causa ipercolesterolemia ed aterosclerosi, trombosi, infarto del miocardio
HDL
High density lipoprotein
alta percentuale proteica, bassa percentuale lipidica
prevela il colesterolo in eccesso nel sangue e nelle cellule e lo porta al fegato, che lo scompone in acidi biliari
3 classi degli ormoni steroidei sessuali
progestinici (progesterone)
estrogeni (LH)
androgeni (testosterone)
vit. A (dove si trova, funzione, distrurbi)
fegato pesci, latte, uova, pigmento nel beta-carotene (verdura arancione)
protegge tessuti epiteliali, combinata all'opsina da rodopsina (proteina coniugata) che è responsabile dell'assorbimento della luce da parte delle cellule fotorecettrici della retina)
cecità notturna
vit. D (dove si trova, funzione, distrurbi)
sintesi dal colesterolo con i raggi U.V., sgombro, tonno, salmone
assorbimento e rilascio deglio ioni calcio e fosfato nei reni e nel tenue, permettono la mineralizzazione delle ossa
rachitismo (bambini) osteoporosi (adulti)
vit. E (dove si trova, funzione)
negli oli vegetali
funzione antiossidante
vit. K (dove si trova, funzione, disturbi)
vegetali a foglie verdi, fagiolini, piselli, sintesi nella flora batterica nel crasso
sintetizza protrombina, importante per la coagulazione del sangue
rischio di emorrague
funzioni amminoacidi
formare le proteine
neurotrasmettitori (dopamina (da tirosina) e acido gamma-amminobutirrico)
mediatore dell'infiammazione (istamina (da istidina))
ormone tiroideo (tiroxina (da tirosina)) che regola il metabolismo
vitamine liposolubili coinvolte nella respirazione cellulare e nella circolazzione sanguigna (niacina, B3 (derivato dal triptofano))
definizione amminoacidi
composti bifunzionali contenenti un gruppo carbossillico e un gruppo amminico
classificazione amminoacidi
in base alla catena laterale
apolari:
alifatica: Glicina, Alanina, Leucina
aromatica: Fenilalanina, tirosina, triptofano
polari:
non carichi: cisteina, serina, asparagina
+: acido aspartico, acido glutammico
-: lisina, istidina, arginina
punto isoelettrico amminoacidi
un certo di valore di pH per cui la carica complessiva della struttura ionica dipolare (zwitterione) è uguale a zero, c'è eeuilibrio perfetto tra la forma protonica e la forma anionica
classificazione amminoacidi in base al pI
5,0 - 6,5 = un solo gruppo carbossilico e un solo gruppo amminico
3,0 - 3,2 = due gruppi carbossilici e un gruppo amminico (aspartico e glutammico)
7,6 - 10,8 = un gruppo carbossilico e due gruppi amminici
definizione proteine
classe di biomolecole formate da catene di più di 80 amminoacidi legati da legami peptidici
legame peptidico
o legame ammidico = si instaura tra il carbonio del gruppo carbossilico e l’azoto del gruppo amminico (eliminazione acqua)
classificazione proteine per composizione chimica
semplici (solo amminoacidi)
complessi (amminoacidi + gruppo prostetico (lipide, glucide, acido nucleico, gruppo metallico)
classificazione proteine per funzione biologica
strutturali (cheratina, collagene, fibroina)
catalitiche (enzimi)
contrattili/di movimento (actina-miosina, tubulina)
regolazione (ormoni)
difesa (anticorpi)
riserva (ferritina (Fe2+), ovoalbumina (riserva nell'embrione))
trasporto (emoglobina)
classificazione proteine per forma
fibrose (2/3 catene polipeptidiche poste parallelamente, legate da ponti disolfuro e legami a H)
globulari (catene polipeptidiche ripiegate a spirale a formare più o meno una sfera)
cos'è il folding proteico
forma tridimensionale definitiva della proteina (Struttura terziaria), solo dopo averla assunta la proteina può svolgere la sua funzione biologica
cause denaturazione proteica
alte temperature
valori estremi di pH (dissociazione di COOH o NH2)
solventi organici
definzione enzimi
proteine globulari che svolgono la funzione di catalizzatori biologici nei sistemi viventi
cofattori
attivatori (Mg2+, Fe2+, Zn2+) = legandosi all'enzima gli fanno assumere la forma adatta
coenzimi (coA, NAD, FAD) = trasportano gruppi funzionali, protoni o elettroni in reazioni catalizzate
nome FAD
flavin adenindinucleotide
nome e struttura NAD
nicotinammide adenindinucleotide
è un nucleotide:
2 unità formate da base azotata + zucchero pentoso + fosfato legati insieme da un legame fosfoanidridico
da cosa dipende la specificità degli enzimi
specificità del substrato (modello adattamento indotto -> modificazione complementare)
tipo di reazione catalizzata
6 classi enzimatiche
trasferasi
ossidoreduttasi
liasi (rompono/formano doppio legame)
isomerasi
ligasi (sintesi di un solo prodotto)
idrolasi (rompono legami covalenti con addizione di H20)
attività enzimatica definzione
è l'attività catalitica dell'enzima, definita come quantità di substrato trasformato in prodotto per unità di tempo
da cosa dipende l'attività enzimatica
temperatura (Temperatura ottimale)
ph (ph ottimale)
concentrazione enzima (lineare)
concentrazione substrato (asintotica, fino a saturazione dell'enzima)
come si controlla l'attività enzimatica
effettori allosterici (postivi e negativi)
inibitori enzimatici (irreversibili, reversibili (competitivi e non competitivi)
funzionamento del DFP (diisopropil fluorofosfato) e dei gas nervini
blocca l'azione dell'enizma acetilcolinesterasi (demolisce acetilcolina) provocando l'accumulo di quel neurotrasmettitore che porta l'impulso elettrico tra le sinapsi poste tra due neuroni
gas nervini
DFP (Diisopropil fluorofosfato) < Sarin < vx
cos'è una via metabolica
sequenza di reazioni che porta al prodotto finale passando per tanti intermedi di reazioni che sono reagenti e prodotti delle varie reazioni coinvolte
funzioni metabolismo
produrre polimeri biologici
idrolizzare biomolecole
ricavare energia demolendo nutrienti (eterotrofi), trasformando energia luminosa in energia chimica (autotrofi)
cos'è l'inibizione retroattiva di una via metabolica
tipo di inibizione dell'enzima coinvolto nel passaggio forzato della via metabolica per la quale è il prodotto finale stesso ad agire da inibitore non competitivo in un sito allosterico dell'enzima
ATP struttura
nucleotide:
zucchero pentoso (ribosio) + base azotata (adenina (purine)) + 3 gruppi fosfato (PO43-)
legame beta-N-glicosidico ->legame fosfoestereo -> legame fosfoanidridico
energia liberata dall'idrolisi dell'ATP
30,8 kilo Joule per mole