Programma
Introduzione al metabolismo: catabolismo e anabolismo. Principi di bioenergetica. Energia e sua conservazione: prima e seconda legge della termodinamica. ATP e il suo ruolo nel metabolismo.
Metabolismo dei carboidrati Assorbimento e digestione. Intolleranza al lattosio. Ingresso del glucosio nella cellula: i trasportatori SGLT e GLUT e il loro diverso ruolo nel mantenimento dell'omeostasi del glucosio.
Glicolisi (tutti gli step): fase preparatoria (I) e fase di recupero (II). Destini alternativi del piruvato. Altri carboidrati che alimentano la glicolisi (fruttosio, mannosio, galattosio e glicogeno). Fruttosio 2,6-bisfosfato come modulatore allosterico di glicolisi e gluconeogenesi. Fermentazione lattica. Ciclo di Cori. Glicolisi e cancro: effetto Warburg.
Gluconeogenesi (tutti gli step) e substrati che la alimentano. Ciclo del glucosio-alanina. Glucosio 6-fosfato fosfatasi.
La via del pentoso fosfato. e sua regolazione. Fase ossidativa e fase non ossidativa (tutti gli step). Vie metaboliche che richiedono NADPH. Citocromi P450: mitocondriale e microsomiale. Ruolo dell’enzima G6PDH (glucosio 6-phosphato deidrogenasi) negli eritrociti e nella risposta ai ROS. Glutatione reduttasi e perossidasi. Carenza di G6PDH e patologie associate.
Sintesi e degradazione del glicogeno. Glicogenina. Glicogenolisi: ruolo del glicogeno fosforilasi. Enzimi ramificante e deramificante. Malattie da deposito di glicogeno.
Ossidazione di piruvato e acetil-CoA. Ciclo dell'acido citrico (tutti i passaggi). Piruvato deidrogenasi: coenzimi e ruolo degli enzimi E1, E2 ed E3. Avvelenamento da arsenico. Aconitasi citosolica e mitocondriale e omeostasi del ferro. I sistemi navetta malato-aspartato e glicerofosfato. Le reazioni anaplerotiche che ricostituiscono gli intermedi del ciclo di Krebs.
Trasporto di elettroni e fosforilazione ossidativa: trasduzione dell’energia, teoria chemiosmotica di Mitchell. La catena respiratoria mitocondriale, complessi I-IV (principali gruppi prostetici). Coenzima Q. Struttura del complesso III e ciclo Q.. Agenti disaccoppianti (ionofori e protonofori). DNA mitocondriale. Inibitori della respirazione cellulare. Struttura e meccanismo d’azione della ATP sintasi (complesso V). Termogenesi.
Metabolismo dei lipidi. Catabolismo dei trigliderici e degradazione degli acidi grassi
Metabolismo degli amminoacidi (transaminazioni, decarbossilazioni e scissioni delle catene laterali). Ciclo dell'urea. Cenni al metabolismo delle basi azotate.
Principi di regolazione ormonale delle principali vie metaboliche.
Testi di riferimento
DL Nelson & MM Cox - Lehninger Principles of Biochemistry (8th edition)
D. Voet, JG Voet, CW Pratt - Fundamentals of Biochemsitry- Life at the Molecular Level (5th edition)