Biochimica - Baracca

Trasportatori attivi

* spostano soluti contro il loro gradiente di concentrazione e/o di potenziale elettrico. * accoppiano il trasporto con un processo esoergonico: * 2 classi: 1. Pompe (attivi primari) - accoppiano direttamente con una reazione esoergonica che coinvolge ATP: P-ATPasi, V-ATPasi, F-ATPasi e i traportatori ABC. Tranne i trasportatori P-ATPasi che usa la partecipazione covalente dell'ATP, tutti gli altri usando il legame e l'idrolisi di ATP. 2. Trasportatori attivi secondari - accoppiano con un trasporto secondo gradiente di un altro soluto, che era stato in precedenza accumulato su un lato della membrana da un trasportatore attivo primario (usando ATP). -> l'energia rilasciata dall'ATP per favorire il trasporto attivo primario, viene conservata sotto forma di gradiente elettrochimico e sfruttata per rendere termodinamicamente possibile il trasporto secondario. trasportatori secondari principali nel nostro organismo sono i simporti Na+/glucosio (o aa) che si trovano a livello intestinale e nei reni.

Multidrug Resistance Protein (MDR 1)

* trasportatore ABC specializzate in pompare fuori dalla cellula diversi farmaci. * Il responsabile principale per la resistenza ad alcuni chemioterapici, come nei tumori del fegato, rene. * Spesso sopra espressi. · Ruolo prottetivo nelle cellule sane - sulla membrana placentale e nella barriera ematoencefalica tiene fuori i composti tossici che altrimenti danneggerebbero il feto o il cervello.

concentrazione di sodio, calcio e potassio dentro e fuori la cellula

A riposo, l'intero della cellula è più negativo rispetto l'esterno, grazie a 3 fattori principali: 1. ci sono più cationi fuori (Na+, Ca+2) rispetto dentro (K+) 2. ci sono più canali di potassio aperti anche a riposo che espellono più cariche positive dal citosol all'esterno -> determinando l'iperpolarizzazione della membrana. 3. l'azione elettrogenica dell'ATPasi Na+/K+, trasportando 3 ioni Na+ fuori dalla cellula e 2 ioni K+ all'interno.

Ossitocina e vasopressina (di che natura sono, funzioni e attraverso quale via di trasduzione del segnale agiscono).

* Natura - ormoni peptidici, idrosolubili con recettori di membrana - GPCR. * Prodotti nei neuroni ipotalamici e conservate nel neuroipofisi. Ossitocina · Funzione - induce costrizione a livello della muscolatura dei visceri (coinvolta tra l'altro nel parto). · Meccanismo - lega al GPCR che trasmette il segnale attraverso la proteina effettrice fosfolipasi C (PLC) che genera i secondi messaggeri inositolo 1,4,5 trifosfato (IP3) e diacilglicerolo (DAG). Vasopressina · Funzione - porta all'aumento della pressione sanguina attraverso la stimolazione di costrizione a livello della muscolatura liscia dei vasi, e attraverso il riassorbimento di H2O, data dall'incremento di AQP2 sulla membrana del dotto collettore del nefrone renale (stimola la loro esocitosi). · Meccanismo - lega al GPCR che, a livello della muscolatura liscia, trasmette il segnale attraverso i messaggeri secondari IP3 e DAG (fosfolipasi C), ma a livello dei reni, lo trasmette attraverso l'AMPc.

trasportatori passivi (permeasi)

* passagio di molecole cariche o non secondo gradiente. * Caratteristiche - 2 canceli, saturabili, molto stereospecifiche * GLUT1 - passagio di glucosio, saturabile con alta efficienza (Km=3mM -> in normoglicemia trasferisce in velocità massima), eritrociti ma ubiquitario, singola catena con 12 segmenti transmembrana, canale con superficie interna idrofilica, 2 conf con diversa affinità: T1 (est) -T2 (cito). * Scambiatore anionico (AE1) - eritrociti, cotrasporto antiporto bicarbonato/cloro. molto efficiente nel trasferire bicarbonato -> permette di rimuovere rapidamente l'anidride carbonica dai tessuti periferici e di rilasciarla a livello polmonare, dove viene eliminato con l'espirazione -> Periferia - esce - favorisce l'ingresso di CO2 e la sua idratazione (anidrasi) -> Polmoni - entra - favorisce la formazione di CO2 che viene espulso con la respirazione. Favorita anche dalla deprotonazione dell'emoglobina ossigenata.

classificazione ormoni

* sono classificati alla base della loro natura chimica (peptiici, steroidei, tiroidei, eiacosanoidi, retinoidi) recettori e meccanismo di trasmissione del segnale (intra/extra), modalità e distanza di trasporto (endocrini, paracrini, autocrini / sangue -> lungo, matrice extracellulare -> breve). * · Alla base del tipo di recettore, si dividono gli ormoni a 2 classi principali: 1. Idrosolubili (amminici e peptidici) -> recettori extracellulari + trasmissione tramite secondo messaggero -> modulazione dell'attività di enzimi preesistenti mediante meccanismi allosterici o covalenti. Risposta rapidissima (ordine di secondi) e a volte anche a lungo termine (espressione genetica). 2. Liposolubili (steroidei, tiroidei, retinoidei) -> recettori intracellulari (nucleari o citosolici) = fattori di trascrizione in grado di modulare l'espressione genica. Risposta lenta (ore/giorni) ma più prolungata.

Regolazione della glicogenolisi nel muscolo, con meccanismo mediato dall'adrenalina. Voleva anche sapere gli effettori allosterici della glicogeno fosforilasi.

* Adrenalina lega ai recettori β-adrenergici -> adenilil-ciclasi -> AMPc -> PKA -> attivazione fosforilasi chinasi b -> attivazione glicogeno fosforilasi -> glicogenolisi => aumentando la disponibilità di energia per la contrazione muscolare. * la glicogeno fosforilasi è attivato allostericamente dal AMP mentre viene inibito da ATP e glucosio (favorisce l'esposizione dei residui di serina-fosforilati che possono essere rimossi dal PP1). * L'adrenalina, attraverso la PKA anche inibisce la sintesi di glicogeno dalla fosforilazione (inibizione) del PP1 che non può andare ad attivare la glicogeno sintasi. * la fosforilasi chinasi b viene anche attivato dal calcio, in quanto possiede la calmodulina che agisce da sensore della concentrazione del calcio (che fa parte della via GPCR-PLC, indotta dall'adrenalina e dall'acetil-colina ad esempio).

differenze nella trasduzione del segnale tra aldosterone e peptide natriuretico atriale

* Aldosterono - ormone steroideo - liposolubile - recettore intra (citosolico) -> modulazione dell'espressione genetica * ANF - peptidico - idrosolubile - recettore extra (guanilil-ciclasi) -> PKG: muscolatura liscia dei vasi (rilassamento da inibizione di troponina) e reni (escrezione di ioni e aqcua da inibizione di canale di sodio).

Degradazione acidi grassi a catena dispari - reazioni ed intermedi (2)

* Avviene la stessa reazione come nella betta ossidazione fino alla formazione di propionil-CoA. Poi: 1. carbossilazione del proprionil-CoA in D-metilmalonil-CoA (proprionil-CoA carbossilasi -> biotina, ATP) 2. isomerizzazione in L-metilmalonil-CoA (epimerasi) 3. isomerizzazione di L-metilmalonil-CoA in succinil-CoA (mutasi-B12 dipendente) * Il succinil-CoA entra nel ciclo di Krebs per produre coenzimi ridotti.

Citrato liasi (4)

* Catalizza la scissione del citrato in OAA e acetil-CoA, neccessità ATP. L'acetil-CoA viene poi indirizzato verso la sintesi di acidi grassi o di colesterolo.

Ciclo dei TAG (6)

* Ciclo metabolico che permette di mantenere costante la massa grassa. * Consiste nel fatto che qualunque sia lo stato metabolico dell'organismo, sempre 70% degli acidi grassi rilasciati dai TAG vengono riesterificati: o già nel tessuto adiposo, o nel fegato, per poi tronano nel adiposo sotto forma di VLDL. * Scopo - 1. mantenere costante la massa grassa 2. fornire combustabili immediatamente accetibili nel caso di emergenza (possono essere mobilizzati ai tessuti bersglio più velocemente quando sono nel sangue rispetto quando sono negli adipociti)

Differenza tra PKA, PKB, PKC (attivazione)

La PKA e la PKC (proteine chinasi nella via di traduzione del segnale GPCR dipendente), vengono attivati da un meccanismo allosterico di spiazzamento del dominio auto-inibitore. A differenza di ciò che accadde per la PKA e PKC, l'attivazione del PKB (che fa parte della via di traduzione insulina - RTK dipendente è dovuta ad una fosforilazione, fatta da una proteina chinasi detta PDK1.

Carratteristiche dei recettori (delle vie di traduzione del segnale)

o Elevata specificità data dall'altissima complementarietà geometrica e chimica (stereospecificità) del recettore alle sue molecole segnale e dal corredo proteico della cellula. o Elevata sensibilità della cellula al segnale ormonale, dovuta all'altissima affinità del recettore per gli ormoni che permettono che si formi il legame ormone-recettore anche quando le concentrazione ematiche dell'ormone sono molto piccole. Al di là del legame recettore-ormone, il responsabile principale della sensibilità del processo traduzionale è dovuto all'amplificazione del segnale che viene generato dal meccanismo a cascata con cui avviene la traduzione. L'amplificazione consiste nel fatto che poche molecole ormonali sono in grado di modulare profondamente la risposta funzionale del tessuto. o Modularità della traduzione, dovuta alla partecipazione di proteine polivalenti (scaffold), in grado di reagire con più proteine partner, permettendo la formazione di complessi multiproteici e multifunzionali. Il loro significato risiede nella loro capacità di formare risposte funzionali diverse, dipendentemente dalle proteine partner che legano alla proteina scaffold. In questo modo, anche essi sono in grado di contribuire alla specificità della traduzione. o Desensibilizzazione: dopo la risposta cellulare ad un dato segnale, è fondamentale che la cellula ritorni nel suo stato basale affinché possa ricevere e rispondere ad altri stimoli. I meccanismi dello spegnimento coinvolgono l'inattivazione della cascata enzimatica, delle proteine bersaglio o del recettore stesso (nel caso che il legame ormone-recettore permane a lungo). o Integrazione: la modulazione dello stato funzionale di una cellula è il risultato dell'integrazione di più segnali che la cellula ha ricevuto in uno dato momento, ovvero della modulazione reciproca delle vie di traduzione di quei segnali.

Acquaporine e malattia associata alle AQP renali

· Descrizione - Canali che consentono un trasporto di acqua (e a volte glicerolo) secondo la pressione osmotica ad una velocità molto più elevata rispetto a quella della diffusione semplice (fino a miliardo molecole al secondo). · Significato biologico - permettono di mantenere le osmolarità delle diverse cellule e delle diversi compartimenti nelle cellule in valori molto vicini tra loro. Questo mantenimento è essenziale affinché le cellule conservino l'omeostasi cellulare. · Sottotipi - si conoscono 11 isoforme di acquaporine nei mammiferi. · Localizzazione - molto abbondante a livello delle ghiandole (AQP5), degli eritrociti (AQP1 - permette un rapido adattamento alle variazioni del volume sanguino) e dei nefroni (AQP2 - permette il riassorbimento di acqua, in risposta all'ormone vasopressina). · Struttura dell'AQP1 - tetramero; ogni subunità contiene 4 eliche trans e 2 piccole eliche che si convergono verso il centro del canale, dove ognuna sporge la sua sequenza ammino-terminale (anse NPA). La sovrapposizione delle piccole eliche con le eliche transmembrana determinano una regione ristretta definità filtro del poro. · Specificità e selettività - le acquaporine hanno una specificità estremamente elevata per l'acqua, dovuta a caratteristiche del filtro del poro: 1. l suo diametro è estremamente correlato al diametro della molecole d'acqua. 2. L'entrata di cationi è impedita dalle repulsione elettrostatiche si formano tra i cationi e i residui positivi di Arg e Ist a livello delle eliche trans, oltre ai dipoli elettrici positivi delle estremità ammino-terminali delle 2 piccole eliche. 3. Viene inibita la formazione di legami idrogeno tra le molecole d'acqua (che avrebbero causato un fenomeno detto "salto protonico") grazie ai legami idrogeno che l'acqua formano invece con gli ossigeni carbonilici dello scheletro delle eliche trans e con i residui di asparagina delle anse NPA delle piccole eliche. · Diabete insipido - mutazione a livello del gene che codifica per l'AQP2 causa una riduzione significativa della quantità di acqua riassorbita a livello del dotto collettore del nefrone, formando una situazione di poliuria.

glucocorticoidi

* Natura - ormoni di natura steroidea, lipofilica, con recettori intracellulari, citosolici. * Prodotti nel corticale renale * Funzioni - agiscono sul metabolismo glucidico dei tessuti. Il cortisolo è rilaciati in seguito a stress prolungato e induce la produzione e il rilascio di combustabili nel sangue: - nel fegato inducono la gluconeogenesi e la sintesi di TAG che vanno a fornire energia ad altri tessuti. - nel adiposo inducono la lipolisi e inibiscono la lipogenesi (PEP-CK). - nel muscolo inducono la degradazione proteica per liberare AA che possono entrare nella gliconeogenesi per formare glucosio. * Inoltre, il cortisolo ha un'azione anti-infiammatoria, inibendo la formazione degli eicosanoidi, agendo a livello della tappa di rilascio dell'acido arachidonico dai glicerolfosfolipidi.

ormoni tiroidei (sintesi, rilascio, regolazione)

* 2 ormoni: tri-iodo-tironina (T3) e tetra-iodo-tironina (tiroxina o T4). * Sito di produzione: tireociti delle ghiandole tiroidee. * Caratteristich: ormoni liposolubili con recettori intracellulare (nucleare), già dimerizzati, che senze gli ormoni, agiscono da repressori della trascrizione. Il legame induce il rilascio del repressore e il richiamo di un coattivatore. * Funzioni - sono coinvolti sia in processi anabolici sia catabolici. Tra l'altro, promuovono il rilascio di insulina, e la produzione di energia (modulano lo stato funzionale degli epatociti, miociti e adipociti) e di calore (a livello del tessuto adiposo bruno inducono la sintesi di termogenina). * Sintesi - a partire di una glicoproteina detta tireoglobulina, la quale viene iodinata a livello dei suoi residui tirosinici, con la formazione di monoiodotirosina (MIT) e diiodotirosina (DIT). Dalla condensazione dei MIT e/o DIT si ricava triiiodotirosina (MIT+DIT) e tiroxina (2MIT). Gli ormoni vengono conservati nella loro forma inattiva a livello della matrice colloidale. * Attivazione e secrezione - dipende dallo stimolo dell'ormone ipofisario TSH -> lega il suo recettore GPCR accoppiato alla PLC e porta ad incremento dei livelli di calcio citosolici che agisce da secondo messaggere, stimolando la fagocitosi di una parte della matrice colloidale che si fonde poi con dei lisosomi, la cui enzimi litici svolgono dei tagli proteolitici che attivano gli ormoni. Dopo di che, gli ormoni vengono trasferiti al sangue (attraverso esocitosi), dove si legano ad una proteina detta TBP (thyroxine-binding protein).

Desaturazione acidi grassi (1)

* Acil-CoA desaturasi è in grado di catalizzare la desaturazione di palimil e di stearil a palmitoleato (16:1, Δ9) e oleato ((18:1, Δ9). Non può introdure doppi legami oltre alla posizione 9. * Meccanismo - è un ossidasi a funzione mista -> ossida contemporaneamente l'acido grasso e una molecole di NADPH -> riducendo O2 a 2H2O. (dal NADPH gli elettroni attraversano una flavoproteina e 2 citocromi. * Più lungi - necessità la introduzione con la dieta di l'acido linoleico/ω6 (18:2 Δ9,12) e l'acido α-linoleico/ ω3 (18:3 Δ9,12,15) che possono essere allungati e poi desaturati dall'enzima Δ6-desaturasi

Eicosanoidi

* Classificazione: idrosolubile, paracrini con recettori extracellulari. * Precursore comune - acido arachidonico (20:4) · 3 classi: prostaglandine, trombossani e leucotrieni. * Sintesi: (trombossani e prostaglandine) 1. rilascio di acido arachidonico da un glicerofosfolipide (fosfolipasi). 2. Diossigenazione = nserimento di 4 atomi di ossigeno derivati da 2 molecole di ossigeno -> PGG2 (COX) 3. Perosidazione = sostituendo del gruppo perossidico (OOH) con un gruppo ossidrilico -> PGH2 (COX) * Tipo e funzione dell'eiacosanoide dipende dall'isoforma del COX: - COX-2 forma prostaglandine con azione pro-infiammatoria, che mediano la manifestazione di dolore e febbre, oltre a prost. con azione vasodilatatoria e anticoagulatoria o con azione contratile a livello della muscolatura liscia (coinvolte nel parto e nel ciclo mestruale). - COX-1, a livello piastrinico, forma trombossani che inducono vasocostrizione e stimolano l'aggregazione piastrina, e a livello gastrico forma prostaglandine che inducono la secrezione di mucine (glicoproteine). * Farmacologia - Aspirina e Ibuprofene inibiscono entrambi l'isoforme - si riduce il dolore e c'è un'equilibrizione tra pro-coagulanti e a-coagulanti. * Leucotrienti - sintetizzati nei leucociti, hanno azione pro-infiammatoria e pro-allergica, promuovendo la contrazione della muscolatura liscia a livello del tratto respiratorio dove la loro azione eccessiva può causare attacchi asmatici.

Biosintesi Acidi Grassi - tappe, enzimi condizioni in cui avviene, regolazione (11)

* Condizioni - alta C.E, iperglicemia segnalata dall'insulina: respirazione ossidativa molto attiva -> poi rallenta dalla carenza del ADP -> accumulo NADH, FADH2 -> inibizione e rallentamento ciclo di Krebs -> accumulo citrato -> esce dal mito al citosol e viene scisso dal citrato liasi in OAA e acetil-coa che viene indirizzato verso la sintesi di acidi grassi (o colesterolo). * Dove - fegato, adiposo (citosol) * Attivazione - la biosintesi di per se è molto endoergonica - per renderla favorita termo. avviene l'attivazione dell'acetil-CoA, fatta dall'ACC - catalizza la carbossilazione in malonil-CoA, con la partecipazione covalente dell'ATP che attiva l'CO2. Questo ATP favorisce term. l'intero processo di biosintesi. La reazione è attacco Nu del O del CO2 sul P gamma dell'ATP, formando carbossifosfato. Poi si forma il legame del CO2 con la biotina, il spostamento al sito trancarbosilasico e la carbossilazione dell'acetil-CoA = attacco Nu sul CO2 del doppio legame del intermedio enolico che si forma dalla deprotonazione del gruppo metilico, fatta dalla biotina. * Catalizi di biosintesi - FAS1 (acil-CoA sintetasi). Neccessità NADPH e caricamento di acetil su KS e di malonil su ACP. Sintetizza solo PALMITIL. 1. KS - cond. tra malonil e acetil: rilascio di CO2 e attacco Nu del C metilenico del malonil su C carbonilico dell'acetil. Rilascio del legame tioestere con KC + distacco di CO2 favoriscono term. la condensazione. si forma B-chetobutiril-ACP. 2. KR - riduzione del C-betta da NADPH -> si forma B-idrossibutenoil-ACP. 3. DH - disidratazione del C alfa e betta. si forma trans-delta2-butenoil-ACP. 4. ER - riduzione del C alfa e betta da NADPH -> si forma butiril-ACP. * Terminazione - ingombro sterico non permette il trasferimento al KS - invece si trasferisce al TE (tioesterasi) per la tiolisi del legame ACP-acil. L'energia rilasciata dal lisi favorisce il distacco.

Sintesi di TAG, condizioni in cui avviene (2)

* Condizioni - favorita quando C.E alta e iperglicemia (insulina) - dopo un pasto, la respirazione ossidativa è molto attiva, produce molto ATP che soddisfano le richieste energetiche delle cellule -> riduzione di ADP, accumulo di ATP, accumulo di gradiente e poi di coenzimi riducenti -> inibizione ciclo di Krebs -> accumulo di citrato -> esce nel citosol e rilascia acetil-CoA -> forma acidi grassi. Nello stesso tempo - glicolisi molto attiva -> molto DHAP -> ridotto a glicerolo3P (glicerolo 3P DH) e nel fegato e nel rene il glicerolo3P si forma da glicerolo (glicerolo chinasi). * Dove - tutti, ma sopratutto fegato e adiposo (citosol) * Processo - 1. transacilazione di 2 acetil da CoA a 1,2 su glicerolo-3P -> si forma 1,2 fosfatidato (aciltrasferasi). 2. rimozione del P -> 1,2 DAG (fosfatidilato fosfatasi) 3. acilazione del 3 - TAG * In condizioni di ipoglicemia, avviene solo nel fegato, dove il glicerolo viene formato da piruvato (gliceroneogenesi) che è attivata dal cortisolo, mentre è inibita nel adiposo. Lo scopo è di fornire energia ad altri tessuti.

Trasportatori ABC

* Definizione - ATP Binding Cassette - trasportatori attivi primari (pompe) di amminoacidi, piccole molecole proteiche, ioni metallici, sali biliari, colesterolo e farmaci. * Caratteristiche - hanno un'affinità variabile e in molti casi scarsa specificità per il proprio substrato. · Significato biologico - cellule sane - protettive (pulizia di colesterolo, espellere agenti nocivi), ma in tumorali - negativa - espellono in modo molto efficace i farmaci antitumorali, creando quindi una resistenza ai trattamenti chemioterapici. · Struttura - hanno 2 domini transmembrana e 2 domini citosolici con 2 siti di legame per l'ATP (NBD). monomero o omodimero. * Meccanismo - si pensa che sia basato su un cambiamento conformazionale dato dal legame e dalla successiva idrolisi di 2 ATP.

struttura del canale del sodio con meccanismo di inattivazione

* Definizione - I canali ionici controllati dal voltaggio, che vengono attivati quando avviene una depolarizzazione che arriva ad una valore soglia di -40mV. * Struttura - sono costituiti da diversi tipi di subunità, ma soltanto la subunità α è essenziale per la funzione vera e proprio. Questa subunità è formata da 4 domini omologhi, ognuno presenta 6 eliche transmembrana. Il filtro di specificità è formato dai ripiegamenti delle eliche 5 e 6 dentro il canale, mentre l'elica 4 di ogni dominio è il sensore del voltaggio. Inoltre, il canale presenta sul lato citosolica un dominio globulare (il cancello di inattivazione), associato a 2 eliche trans (dei domini 3 e 4). * Meccanismo - quando arriva un'onda di depolarizzazione, essa viene sentita dalle eliche 4, che si spostano dal lato citosolico verso quello extracellulare, grazie alle repulsioni elettrostatiche che si instaurano tra il citosol (che è diventato più positivo) e i residui positivi delle eliche 4. Questo movimento porta all'allontanamento delle eliche 6 dalla superficie del canale, determinando la sua apertura. * Inattivazione - si ritiene che l'inattivazione avvenga mediante un meccanismo a 'palla e catena': l'apertura del canale causa anche l'esposizione di un sito di legame per il dominio globulare ("a palla") sulla superficie interna del canale. Quando si lega al dominio globulare, viene bloccato il passaggio degli ioni verso il citosol, inattivando così il canale.

cross talk

* I recettori tirosin chinasici sono in grado, una volta attivati da un ligando come l'insulina, di andare ad interferire con la via di trasduzione del segnale mediata da GPCR, o al contrario, possono utilizzare queste vie di traduzione per potenziare la loro azione, dipende se l'insulina stimola una risposta proliferativa o metabolica: * Potenziamento - quando l'insulina induce una risposta proliferativa, è in grado di potenziarla, agendo sui recettori GPCR, fosforilandone a livello di 2 tirosine carbossi-terminali. I residui fosfotirosinici vengono riconosciuti da una proteina analoga al IRS-1, detta SHC che dà inizio alla formazione del complesso proteico Grb2-SOS-Ras che induce la cascata enzimatica MAPK. Si pensa che la ragione per cui l'ERK viene attivato più fortemente quando sono presenti anche i recettori β-adrenergici sia dovuta proprio a questa interconnessione. · Soppressione - quando il recettore INS induce una risposta metabolica, è in grado di interrompere la traduzione del segnale adrenergico, attraverso la fosforilazione di 4 residui carbossi-terminali del GPCR, fatta dal recettore insulinico stesso (2 tirosina) e da parte della PKB (2 serina). La formazione di 4 residui fosforilati promuove l'internalizzazione del recettore, riducendo in questo modo la sensibilità della cellula al segnale adrenergico.

Recettori beta adrenergici e meccanismo di spegnimento

* Desc: Recettori della membrana plasmatica in grado di trasmettere il segnale ormonale attraverso una proteina G eterotrimerica. * Struttura - 7 eliche trans -> struttura a serpentina. * Localizzazione: fegato, muscoli scheletrici e cardiaci e adiposo * Meccanismo - il legame con il segnale extracellulare induce una modificazione conformazionale che si trasmette all'estremità carbossiterminale e induce l'attivazione della subunità alfa della proteina G (scambio GDP con GTP). Si dissocia dai dimeri beta-gamma e va ad attivare l'enzima di membrana adenilil-ciclasi che catalizza la formazione di AMPc (ciclizzazione = attacco Nu- del C3 del ribosio su Palfa). L'AMPc lega i 2 domini regolatori della PKA e attraverso un meccanismo allosterico di spiazzamento, spiazza i domini auto-inibitori, rilasciando e attivando le 2 subunità catalitici. Essi vanno a fosforilare residui di serina o treonina delle proteine bersaglio: - fegato: attivazione fosforilasi chinasi B e inibizione PP1. (favorisce glicogenolisi) + inibizione dominio chinasico dell'enzima bifunzionale (favorisce gluconeogenesi) - muscolo: attivazione fosforilasi chinasi B (favorisce glicogenolisi) - adiposo: attivazione perlipina e HSL (lipolisi) * Spegnimento: - legame O-R permane a breve: GTpasica-GAP, dissociazione O-R, fosfatasi citosoliche, AMPc fosfodiesterasi. - a lungo: desensibilizzazione - al dimero betta-gamma lega B-ARK -> lega all'estremità carbossiterminale del recettore e fosforila 2 serina -> legame B-arrestina -> inibisce legame con Galfa e richiama fattori di invaginazione -> rimozione transitoria del recettore -> meno recettori = cellula meno sensibile all'ormone.

GPCR - meccanismi, vie di modulazione, spegnimento del segnale e desensibilizzazione (breve e lungo termine)

* Desc: Recettori della membrana plasmatica in grado di trasmettere il segnale ormonale attraverso una proteina G. * Struttura - 7 eliche trans -> struttura a serpentina. Nel latto citosolico, lega una proteine G eterotrimerica. * Meccanismo generale - il legame con il segnale extracellulare induce una modificazione conformazionale che si trasmette all'estremità carbossiterminale e induce l'attivazione della subunità alfa della proteina G (scambio GDP con GTP). Si dissocia dai dimeri beta-gamma e va ad attivare una proteina di membrana che genera il secondo messaggero. * Via adenilil-ciclasi (b-adrenergici, glucagone) - la Ga attiva l'adenilil-ciclasi che catalizza la formazione di AMPc (ciclizzazione = attacco Nu- del C3 del ribosio su Palfa). L'AMPc lega i 2 domini regolatori della PKA e attraverso un meccanismo allosterico spiazza i domini auto-inibitori, rilasciando e attivando le 2 subunità catalitici. Essi vanno a fosforilare residui di serina o treonina delle proteine bersaglio: - fegato: attivazione fosforilasi chinasi B e inibizione PP1. (favorisce glicogenolisi) + inibizione dominio chinasico dell'enzima bifunzionale (favorisce gluconeogenesi) - muscolo: attivazione fosforilasi chinasi B (favorisce glicogenolisi) - adiposo: attivazione perlipina e HSL (lipolisi) * Espressione genetica - glicogeno nel fegato -> PKA attiva CREBP che stimola la trascrizione di enzimi gluconeogenici come PEP-CK e glucosio-6fosfatasi. * Via del PLC (a1-adrenergici, ossitocina, vasopressina, acetil-colina, GABA, fattori ipotalamici) - la subunità Qa attiva la fosfolipasi C che scinde il fosfatidil-inositosol-bisfosfato in DAG e IP3. IP3 va al REL e attiva il canale di calcio che introduce calcio al citosol -> il calcio può o: 1. attivare la PKC insieme al DAG (spiazzamento del dominio auto-inibitorio) che fosforila proteine bersaglio a livello di serina e treonina: - ossi -> vasocostrizione dei visceri - vasso -> vasocostrizione dei vasi -> aumenta la pressione sanguina - adrenalina -> vasocostrizione dei vasi (gastro, pelle -> indirezzamento del sangue) - fattori ipotalamici - secrezione di tropine dall'adenoipofisi 2. legare a proteine con EF-Hand (troponina / calmodulina). Nel muscolo -> attivare la contrazione attraverso 2 meccanismo (diretto - troponina, indiretto - calmodulaina-fosforilasi chinasi B -> glicogenolisi -> disponibilità energetica). * Spegnimento: - legame O-R permane a breve: GTpasica-GAP, dissociazione O-R, fosfatasi citosoliche, AMPc fosfodiesterasi. - a lungo: desensibilizzazione - al dimero betta-gamma lega B-ARK -> lega all'estremità carbossiterminale del recettore e fosforila 2 serina -> legame B-arrestina -> inibisce legame con Galfa e richiama fattori di invaginazione -> rimozione transitoria del recettore -> meno recettori = cellula meno sensibile all'ormone.

Trasduzione del segnale dei recettori con attività tirosin chinasica

* Desc: i recettori tirosinchinasi sono recettori di membrana che hanno la capacità inerente di fosforilare proteine a livello di residui di tirosina. spesso gli ormoni che agiscono attraverso quei recettori inducono una risposta proliferativa. * Struttura - sono attivi in forma dimerica: ognuno protomero è formato sa 2 subunità alfa e beta, con il sito di legame a livello della interfaccia tra le 2, un solo segmento transmembrana e un dominio con attività tirosinchinasica a livello citosolico (delle subunità beta). * Ormoni - a questa famiglia appartengono i recettori dell'insulina e fattori di crescita (come il VEGF) che hanno un'attività tirosichinasica intrinsica, ma anche il recettore dell'eritropoietina (sistema JAK-STAT), anche se l'attività tirosinchinasica è dovuta in questa via ad una proteina chinasi citosolica detta JAK. * La via dei recettori con l'attività tirosinchinasica come l'insulina consiste nella autofosforilazione -> attivazione del recettore -> fosforilazione di IRS-1 e poi, dipendentamente dalla cellula, innesco di risposta: 1. proliferativa: complesso IRS1-Grb2-SOS-Ras-> cascata MAPK -> Elk1 -> 100 geni di proteine della divisione cellulare. 2. metabolica: PI3K -> PIP3 -> PKB (PDK1) -> glicogenosintesi e GLUT4. (attraverso altre proteine -> anche glicolisi nel fegato e lipolisi nel adiposo e nel fegato) * Nel caso del recettore dell'EPO - la trasmissione del segnale consisnte nella fosforilazione data dal JAK a livello di 6 residui del recettore a cui si legano proteine STAT che vengono fosforilati e poi formano dimeri che entrano nel nucleo e inducono la maturazione e la proliferazione degli eritrociti (a livello del midollo osseo).

Calcitonina: funzioni, dove è prodotto e che tipo di ormone è

* Desc: ormone peptidico, ipocalcimizzante, prodotta dalle cellule parafollicolari della tiroide. * Funzione - ridurre i livelli di calcio ematico, favorendo la sua escrezione a livello renale e il suo deposito a livello del tessuto osseo. · Significato biologico - permette di mantenere i livelli di calcio intracellulari in concentrazione di circa 0.1 μM (molto bassa). Questo è fondamentale affinché le cellule possano svolgere processi quanto la contrazione muscolare o l'esocitosi, la quali vengono stimolati dal leggero aumento della concentrazione di calcio.

tutte le caratteristiche delle proteine G (struttura, tipi, modalità d'azione, mutazioni e a patologie (tumori), come agiscono GAP e GEF ed esempi)

* Desc: sono proteine in grado di legare nucleotidi guanosilici (GTP o GDP) e quando attivi (dal legame con GTP), sono in grado di modulare l'attività di alcuni proteine o enzimi. * Tipi: possono essere monomeri (RAS) o eterotrimeri (come quelli legati GPCR), ancorati alla membrana plasmatica o liberi nel citosol (Ras), stimolatori o inibitori e possono partecipare in diversi processi (biosegnalazione, trasporto di molecole e vescicole, sintesi proteica). * Modalità d'azione: possono passare tra una conf. attiva (legame GTP) ad inattiva (legame GDP) ma anche viceversa, grazie alla loro capacità GTPasica inerente. Sono veri e proprio interruttori biologici, in quanto hanno un temporizzatore interno che induce il loro spegnimento autotomatico. Il legame con GTP induce una modificazione conf. che espone i siti di legame per le proteine bersaglio (switch 1 e 2). Questa conf. è stabilità dal legame del fosfato gamma con una lisina nella ragione del ansa P e degli ossigeni legati al fosfato gamma con residui a livello delle switches. L'idrolisi del fosfato gamma rompe quelli legame di stabilizzazione e porta al nascondiglio dei siti di legame per le proteine bersaglio. * GEF e GAP: le proteine G vengono attivati dall'interazione di una proteina attivatrice (GEF) che può essere un recettore (GPCR / rodopsina) o una proteina solubile (SOS). L'attivazione consiste nella riduzione dell'affinità al GDP e all'aumento dell'affinità per GTP. L'attività GTPasica (ovvero lo spegnimento) viene favorite dall'interazione con una proteina GAP che posizione una sua arginina (carica positivamente) vicino al fosfato gamma, rendendolo uno maggiore elettrofilo, favorendo in questo modo l'attacco Nu dell'acqua su di essa. * Patologie: mutazioni a livello della proteina G che alterano la sua attività GTPasica sono spesso correlate a sviluppo di tumori, in quanto la rimanenza nello stato attivo, causa anche la persistenza dello stimolazione del segnale che può causare in alcuni casi una proliferazione incontrollata delle cellule. L'alternazione è anche correlata con la patologia Colera, nella quale la tossina secreta dal batterio Vibrio Cholerae catalizza l'ADP-ribosilazione della subunità alfa della proteina G localizzata a livello dell'epitelio intestinale. La conseguenza è attivazione prolungata del canale di cloro che espelle ioni al lume, e l'inibizione dello scambiatore Na+/-H+ che NON può adesso introdurre ioni dal lume. L'aumento dei livelli degli ioni causa una massiva perdita di acqua come risposta allo squilibrio osmotico. * Perche non legano ATP: hanno un'altissima specificità per i nucleotidi guanosilici (rispetto gli adenilici) perchè il legame con il nucleotide avviene con il gruppo carbonilico del guanilato (che non si trova nell'adenilato).

Adrenalina (produzione ed effetti)

* Famiglia: catecolamine (anche neurotrasmetitore) - peptidico * produzione: midollare surrenale * processo di sintesi: idrossilazione del tirosina (anello) -> decarbossilazione del carbonio α -> idrossilazione del carbonio β -> metilazione del gruppo aminico -> conversione in vescicole secretorie. * Secrezione - stimolo nervoso indotto da una situazione di stress (fisico o emotivo) -> rilascio di acetil-colina -> depolarizzazione -> picco di calcio --> esocitosi al sangue. * Ruolo - massimizzano la disponibilità di energia di tessuti coinvolti nella risposta allo stress (cervello, muscoli cardiaci e scheletrici), mentre riducono l'apporto di sangue e quindi di nutrimenti dai tessuti la cui azione è meno significativa in queste situazioni (pelle, tratto gastrointestinale e rene): - Massimizzano l'ossigenazione dei polmoni e del sangue. - Aumentano la frequenza cardiaca. - Causano vasocostrizione a livello della pelle, del tratto gastrointestinale e dei reni, mentre inducono vasodilatazione a livello del cervello, muscoli cardiaci e scheletrici. - Massimano la produzione e il rilascio di combustibili nel sangue (lipolisi, glicogenolisi, gluconeogenesi) - Massimiano l'uso dei combustibili nei muscoli cardiaci e scheletrici. * Meccanismo - legano recettori di membrana (GPCR) e trasmettono i loro segnale attraverso un messaggero secondario: - Fegato: β-adrenergici -> adenilil-ciclasi -> AMPc -> PKA -> fosforilasi chinasi b -> attivazione glicogeno fosforilasi -> glicogenolisi + FBPasi-2 -> gluconeogenesi e inibizione glicogeno sintasi -> glicogenosintesi + PFK2 -> glicolisi. - Adiposo: β-adrenergici -> adenilil-ciclasi -> AMPc -> PKA -> attivazione perlipina e HSL -> lipolisi - Muscoli scheletrici - β-adrenergici -> adenilil-ciclasi -> AMPc -> PKA + Ca+2-calmodulina -> attivazione fosforilasi chinasi b -> attivazione glicogeno fosforilasi -> glicogenolisi => aumentando la disponibilità di energia per la contrazione muscolare, la quale è stata primariamente promossa dal legame del calcio con la troponina. - Muscolatura liscia dei vasi: α-adrenergici -> PLC -> DAG + IP3 + Ca+2 -> PKC -> vasocostrizione a livello della pelle, del tratto gastrointestinale e dei reni.

Ruolo PKB nel muscolo e nel fegato (GSK)

* Desc: una proteina chinasi attivata da un meccanismo covalente di fosforilazione data dal PDK1, indotta dal segnale insulinico, attraverso il suo recettore tirosinchinasico. Fa parte della via che induce una risposta metabolica -> ipoglicimizzante, attraverso la via: IRS-1 -> PI3K -> PIP3 -> PKB: * fegato - induce Glicogenosintesi - inattivazione della GSK3 (un'inibitrice del glicogeno sintasi) e attraverso l'attivazione di una proteina fosfatasi a livello dei granuli di glicogeno. * Muscolo - promuove l'esocitosi di vescicole ricche di GLUT4, incrementando l'uptake di glucosio dal sangue e determinando quindi un incremento della disponibilità di glucosio che può essere usato come combustibile nella glicolisi che viene favorita dall'incremento dei livelli di glucosio nel citosol. * Non attraverso PKB ma attraverso altre proteine, l'insulina promuove anche la: - lipogenesi: attiva una fosfatasi che defosforila = attiva ACC (fegato, adiposo) - glicogenosintesi: attivazione di una chinasi che fosforila = attiva PP1 che defosforila = attiva la glicogenosintasi mentre inibisce la fosforilasi chinasi B e la glicogeno fosforilasi (fegato, muscolo). - glicolisi - defosforilazione = attivazione del piruvato chinasi e del dominio chinasico dell'enzima bifunzionale PFK-2 (che produce l'effettore positivo del PFK-1: fruttosio 2,6 bisfosfato). Inoltre, la glicolisi viene favorita dall'aumento nell'efficienza catalitica dell'esochinasi 4 che si rilascia e diventa efficiente solo quando i livellii di glucosio sono alti (Km = 15-10mM) (SOLO fegato!!)

Fibrosi cistica

* Descrizione - malattia ereditaria recessiva dovuta ad una mutazione nel gene che codifica per un trasportatore ABC chiamato CFTR, localizzato a livello delle cellule epiteliale dell'apparato respiratorio e gastrointestinale. * Funzione - il CFTR trasferisce ioni di cloro dal citosol al lume dell'apparato respiratorio e gastrointestinale (secondo gradiente) e favorisce l'idratazione del lume e quindi la formazione di mucosa che permette di espellere batteri e altri agenti esterni. * Struttura - Il CFTR ha 2 segmenti transmembrana, composti ognuno da 6 eliche, e 3 domani citosolici: NBD1, NBD2 e regolatorio (R). · Meccanismo - nella conformazione chiusa, il dominio R si trova in una posizione tale da inibire il legame dei domini NBD con l'ATP. L'attivazione del trasportatore consiste nella fosforilazione del dominio R, fatta da PKA (stimolo GPCR-AMPc dipendente) che spiazza il dominio regolatorio e permette ai domini NBD di legare ATP. Il legame con l'ATP induce una modificazione conformazionale che porta all'apertura del canale, che rimane aperto finché l'ATP non viene idrolizzato. * Mutazione ed effetto fisiologico - nella fibrosi cistica, avviene una mutazione a livello del gene che causa delezione di fenilalanina o sostituzione di glicina con aspartato a livello di uno dei domini NBD. Il risultato è un'apertura ridotta del canale che trasferisce quindi meno ioni e determina un'idratazione non sufficiente del lume. La conseguenza è lo ispessimento del tratto respiratorio e gastrointestinale che permette l'accumulo di batteri (o altri agenti patogeni), causando infezioni e rendono difficile la diffusione dell'ossigeno. Si ha quindi gravi insufficienze respiratorie che spesso sono la causa di morte per i soggetti ammalati.

Jak-Stat (recettore EPO)

* Descrizione - un recettore che fa parte della famiglia dei recettori tirosin chinasici anche se non ha attività tirosinchinasica intrinsica. * Localizzazione - midollo osseo * Struttura - ha una forma dimerica (che si forma dopo il legame con l'ormone), con 2 segmenti trans, 2 siti di legame per l'ormone e 2 domini citosolici ricchi di residui di tirosina. * Meccanism - il legame dell'EPO al recettore induce la sua dimerizzazione che porta a livello citosolico all'esposizione di un sito di legame per la tirosina chinasi JAK che fosforila il recettore a livello di 3 residui tirosinici di ogni subunità, a cui si legano proteine STAT che vengono fosforilati e poi formano dimeri che entrano nel nucleo e inducono la maturazione e la proliferazione degli eritrociti.

canali ionici acetilcolina dipendenti

* Descrizione: recettore canale controllato da ligando che fa parte della famiglia dei recettori nicotinici che contiene tra l'altro i recettori del GABA, della glicina e della serotonina. * Localizzazione - neuroni e miociti, midolare surenale. *Funzione - quando aperto, permette il passaggio di cationi di Na+, K+ e Ca2+ (poco selettivo) che depolarizzano la membrana plasmatica in modo da innescare il processo dell'impulso nervoso, della contrazione muscolare o il rilascio dei catecolamini. · Efficienza - trasferisce i cationi con velocità molto rapida che può arrivare ai valori di circa 2x10^7 ioni/s in condizioni fisiologiche. * Struttura - possiede 5 domini, ognuno formato da 5 subunità (α2βγδ) e ogni subunità possiede 4 eliche transmembrana (M1, M2, M3, M4). La superficie interna del canale è formata dalle eliche M2 di ogni subunità (che sono anfipatiche). Nello stato basale, il poro del canale è ristretto nella porzione centrale, grazie alla presenza di residui di leucina (idrofobiche e voluminose) che sporgono dalle M2, creando un ostacolo al passaggio degli ioni attraverso il canale. * Meccanismo d'attivazione - il legame di 2 molecole di acetilcolina con le 2 subunità α (una per una) costringe la rotazione delle eliche M2 con lo spostamento dei residui di Leu che vengono sostituite da residui polari più piccoli. L'allargamento del poro permette il passaggio dei cationi. Dopo pochi millisecondi, il temporizzatore intrinseco chiude di nuovo il cancello.

citocromo p450

* Enzima chiave nella sintesi degli ormoni steroidei: catalizza l'ossidazione del colesterolo, trasformandolo in 20,22 idrossicolesterolo, che sarà poi ulteriormente ossidato dal desmolasi per la produzione del pregnenolone, il precursore diretto dei diversi ormoni steroidei. * Localizzazione - membrana mitocondriale interna * Meccanismo - è un monoossigenasi-ossidasi a funzione mista: in ogni ciclo catalitico, trasferisce 2 equivalenti riducenti dal NADPH ad un atomo di ossigeno che viene ridotto ad una molecola di acqua, mentre l'altro atomo di ossigeno (che deriva dalla O2) viene inserito nel colesterolo (che viene ossidato), formando un gruppo ossidrilico. In 2 cicli catalitici, si formano 2 gruppi ossidrilici sul colesterolo e 2 molecole d'acqua. Il trasferimento degli elettroni dal NADPH avviene su mini catena di trasporto che coinvolge anche una flavoproteine e un centro Fe-solfo. * Altri enzimi della famiglia del citocromo P-450 sono coinvolti nella detossificazione di farmaci di natura idrofobica, facilitandone l'escrezione a livello renale (grazie al fatto che le molecole diventano più polari, a causa dei nuovi gruppi ossidrilici inseriti).

trasmissione dell'impulso nervoso

* Il meccanismo di trasmissione dell'impulso nervoso, che viene definito "potenziale d'azione" consiste nel rapido cambiamento del voltaggio tra l'interno e l'esterno della cellula, dovuto all'apertura e chiusura alterata di moltissimi canali ionici di sodio, potassio e calcio, tutti controllati dal voltaggio. * Il processo è innescato da uno stimolo esterno (come l'acetil-colina) che porta alla depolarizzazione della membrana, grazie all'ingresso di cationi. Se il voltaggio arriva al valore soglia (circa -40 mV), questo determina l'apertura dei canali di Na+ controllati da voltaggio (dovuta allo spostamento delle eliche 4: "i sensori del voltaggio"), che causano un'inversione di polarità fino al valore di +30 mV. * La depolarizzazione viene trasmessa ad altri canali di sodio nella immediata vicinanza, determinano un'onda di depolarizzazione. *I canali di sodio poi si chiudono dopo pochi millisecondi (grazie al meccanismo a palla e catena) e rimangono inattivi per molti millisecondi, assicurando in questo modo che la propagazione dell'impulso nervoso sia unidirezionale. * La variazione del potenzia viene sentita dai canali di K+ controllati dal voltaggio (dai segmenti 4 di ogni subunità), determinano la loro apertura, che consente la fuoriuscita di ioni K+ (secondo gradiente elettrochimico). L'efflusso di ioni positivi causa la ripolarizzazione della membrana, rendendola pronta per il prossimo potenziale d'azione. *Quando l'onda di depolarizzazione giunge la terminazione assonica, essa determina l'apertura di canali del Ca2+ voltaggio dipendenti, che provoca l'ingresso del calcio (spinto da gradiente chimico e non elettrico), il quale promuove l'esocitosi di vescicole contenenti neurotrasmettitori (come l'acetil-colina) che vengono rilasciati nello spazio sinaptico. * Nel caso dell'acetil-colina, legandosi al suo recettore ionotropico, stimola l'apertura di un canale cationico non specifico (permette il passaggio di sodio, potassio e calcio), depolarizzando il prossimo neurone e innescando una nuova onde di propagazione.

Shuttle carintina (2)

* Il meccanismo di trasporto dell'acil-CoA dal citosol alla matrice mitocondriale, dove attraversa la betta ossidazione. * avviene una transesterificazione: da coa (CAT1) a carnirina e viceversa (CAT2 - membrana mito interna) * solo per acidi grassi con più di 12 carboni * Scopo - 1. Tappa di CONTROLLO dell'intero processo e coordinamento con la biosintesi di acidi grassi in modo da assicurare che non avvengono contemporaneamente (inibizione di CAT1 da malonil-CoA). 2. separazione del CoA citosolico (biosintesi) e mitocondriale (cataboliche) * Il trasportatore stesso permette una diffusione facilitata di acil-carnitina da citosol al mito e da carnitina dal mito al citosol.

FAS 1 (2)

* L'enzima che catalizza la sintesi di palmitil-CoA (solo) da acetil-CoA. * negli eucarioti si trova la sua isoforma FAS1. * è un omodimero funzionale, che ha 6 domini catalitici e un dominio (ACP) deputato sul trasferimento dei substrati tra i diversi domini durante la catlizzi. Si fa attraverso il suo gruppo prostetico che agisce da braccio mobile e ha un gruppo sulfidrilico che forma legame tioestere con il mevalonato che è il cosubstrato dell'enzima. * Il fatto che tutte le tappe sono catalizzate dallo stesso enzima permette l'incanalamento del substrato che aumenta l'efficienza del processo.

Acil CoA-sintetasi (2)

* L'enzima che catlizza l'attivazione degli acidi grassi dal legame tioestere, prima che entrano nel mitocondrio per essere ossidati, o dopo che vengono rilasciati dal FAS1 (dopo la tiolisi catalizata dall'tioesterasi). * Nella betta ossidazione lo scopo è proprio attivare l'acido grasso (aumentare il suo contenuto energetico) per facilitare la prima fasse dell'ossidazione: la DH fatta dall'acil-CoA DH. Ma anche per favorire l'ingresso di acidi grassi nel citosol. * Localizzazione - membrana esterna mitocondriale e del RE. * Meccanismo - attacco Nu del ossigeno carbossilico dell'acido grasso sul fosfato alfa -> formando acil-AMP, poi attacco Nu del S del CoA sul carbonio carbonilico, formando acil-CoA e rilasciando AMP. Il PPi rilasciando nella prima tappa viene idrolizzato in 2Pi dalla pirofosfatasi inorganica. L'energia rilasciata dall'idrolisi rende l'attivazione molto esoergonica.

Regolazione sintesi di colesterolo / HMG-CoA reduttasi (5)

* La tappa di controllo della sintesi di colesterolo - catalizzata dal HMG-redutasi (riduzione di HMG-CoA in mevalonato) * Importanza - 1. la sintesi di colesterolo necessità molto energia -> deve avvenire solo dopo che le esigenze energetiche delle cellule sono state soddisfate. 2. Il colesterolo non può essere ossidato per produre energia e il suo accumulo può causare aterosclerosi * Regolazione a breve e a lungo termine: * Breve (covalente / allosterica) - attivato da insulina (defosfo) e inibito (fosfo) da glucagone / AMPK / derivati del colesterolo. * Lungo - trascrizionale - il fattore che stimola la sua trascrizione (SREBP2) è legato al complesso SCAP-Insig al RE quando i livelli di coleterolo citosolici sono alti. Quando vengono ridotti, le SCAP e Insig sentono la riduzione, staccano dal RE e andrano al Golgi, dove viene rilasciato il frammento catalitico del SREBP che entra nel nucleo e stimola la trascrizione del HMG-CoA redutasi e del recettore per LDL. Questo è attivato anche dall'insulina.

cosa è uno zinc finger

* Motivo strutturale caratteristico dei domini di riconoscimento e legame con il DNA dei recettori degli ormoni steroidei. * Struttura - è formato da circa 20-30 residui amminoacidici che formano una struttura simile ad una ditta, che viene stabilizzata da legami di coordinazione tra 4 residui (4 Cys, oppure 2 Cys e 2 His) ad uno ione di zinco (Zn+2), insieme alla presenza di residui idrofobici che circondano la struttura. * Numero - Nella maggior parte delle proteine regolatrici (tra quali i recettori intracellulari), ogni dominio di legame per il DNA contiene 2 motivi ZF vicini.

Peptide natriuretico atriale (ANF)

* Natura - ormone peptidico con recettore di membrana con attività guanilil ciclasica * produzione - atrio destro del cuore * Rilacio - quando c'è iperestensione (aumento del volume e pressione sanguino). * Funzione - ridurre la pressione sanguine: (antagonisto all'aldosterone e alla vasopressina) - Rene - provoca l'inibizione di un canale di sodio che ha come conseguenza l'escrezione dello ione, seguita dall'escrezione di acqua come risposta allo squilibrio osmotico. - Muscolatura liscia dei vasi - inibizione della troponina, bloccandone l'attività e determina l'inibizione della contrazione muscolare, causando il rilassamento dei muscoli = vasodilatazione. * Meccanismo - il legame con il suo recettore induce un camb. conf. che attiva il suo dominio citosolico con l'attività guanilil-ciclasica, catalizzando la ciclizzazione di GTP in GMPc, che agisce da effettore allosterico positivo del PKG, spiazzandola il dominio auto-regolatore e permettendola di interagire con le sue proteine substrato, che sono i canali di sodio e la troponina in questo caso.

Aldosterone

* Natura - ormone steroideo (minerlcorticoideo), liposolubile, con recettori intracellulari, citosolici. * Prodotto nella corticale renale. * Funzione - viene rilasciato in condizione di bassa pressione sanguina e stimola il riassorbimento di ioni e acqua a livello del tubulo distale del nefrone.

Catecolammine (rilascio e azione nei vari tessuti: adiposo, muscolare, epatico)

* Natura: peptidici (anche neurotrasmetitore) - * produzione: midollare surrenale * processo di sintesi: idrossilazione del tirosina (anello) -> decarbossilazione del carbonio α -> idrossilazione del carbonio β (noradrenalina) -> metilazione del gruppo aminico (adrenalina) -> conversione in vescicole secretorie. * Secrezione - stimolo nervoso indotto da una situazione di stress (fisico o emotivo) -> rilascio di acetil-colina -> depolarizzazione -> picco di calcio --> esocitosi al sangue. * Ruolo - massimizzano la disponibilità di energia di tessuti coinvolti nella risposta allo stress (cervello, muscoli cardiaci e scheletrici), mentre riducono l'apporto di sangue e quindi di nutrimenti dai tessuti la cui azione è meno significativa in queste situazioni (pelle, tratto gastrointestinale e rene): - Massimizzano l'ossigenazione dei polmoni e del sangue. - Aumentano la frequenza cardiaca. - Causano vasocostrizione a livello della pelle, del tratto gastrointestinale e dei reni, mentre inducono vasodilatazione a livello del cervello, muscoli cardiaci e scheletrici. - Massimano la produzione e il rilascio di combustibili nel sangue (lipolisi, glicogenolisi, gluconeogenesi) - Massimiano l'uso dei combustibili nei muscoli cardiaci e scheletrici. * Meccanismo - legano recettori di membrana (GPCR) e trasmettono i loro segnale attraverso un messaggero secondario: - Fegato: β-adrenergici -> adenilil-ciclasi -> AMPc -> PKA -> fosforilasi chinasi b -> attivazione glicogeno fosforilasi -> glicogenolisi + FBPasi-2 -> gluconeogenesi e inibizione glicogeno sintasi -> glicogenosintesi + PFK2 -> glicolisi. - Adiposo: β-adrenergici -> adenilil-ciclasi -> AMPc -> PKA -> attivazione perlipina e HSL -> lipolisi - Muscolatura liscia dei vasi: α-adrenergici -> PLC -> DAG + IP3 + Ca+2 -> PKC -> vasocostrizione a livello della pelle, del tratto gastrointestinale e dei reni. - Muscoli scheletrici -> adenilil-ciclasi -> AMPc -> PKA + Ca+2-calmodulina -> attivazione fosforilasi chinasi b -> attivazione glicogeno fosforilasi -> glicogenolisi => aumentando la disponibilità di energia per la contrazione muscolare, la quale è stata primariamente promossa dal legame del calcio con la troponina.

Biosintesi degli ormoni steroidei (reazione, localizzazione cellulare, in quali organi, quali sono gli enzimi chiave che determinano le varie vie) e caratteristiche

* Organi- gonadi (androgeni, estrogeni) e corticale renale (mineralcorticoidi e glucocorticoidi) * Precursori - colesterolo -> viene convertito in Prenenolone (mito) e poi in progesterone (cito) -> attraverso diversi reazioni si converte nei diversi ormoni steroidei. * Innesco - stimolo dagli ormoni ipofisari ACTH (adreno-corticotropo) o LH, attraverso GPCR e AMPc -> inducono l'attivazione (fosfo) della proteina STAR che trasporta il colesterolo dal citosol al mitocondrio (si trova sulla membrana mito. interna). * Sintesi di prenenolone - 2 tappe di ossidazione per il distacco della catena laterale (legame tra C20 e C22): 1. Cit-P450 -monoossigenasi-ossidasi a funzione mista: catalizza 2 cicli di ossidazione di 2NADPH insieme al colesterolo (gli elettroni attraversano una mini catena di trasporto che contiene anche flavoproteina e centro Ferro-solfo) -> si forma 2H2O e 2 gruppi ossidrilici a livello di C20, C22 -> 20,22-di-idrossi-colesterolo. 2. Desmolasi - ossidasi a funzione mista: ulteriore ossidazione dell'intermedio e di 1NADPH, formando 2 gruppi carbonilici e determinando la rottura del legame covalente tra i carboni 20 e 22, ovvero il distacco della catena laterale, formando pregnenolone. * Caratteristiche - ormoni liposolubili che legandosi a recettori intracellulari (citosolici), modulano l'espressione genica. * Meccanismo - il legame al recettore induce il rilascio del HSP70, la dimerizzazione e il trasporto nel nucleo, dove tramite il dominio di legame per il DNA (che spesso contiene 2 motivi ZF), lega al DNA (alle sequenze HRE), richiama coattivatori che promuovono la trascrizione di specifici geni.

Acido retinoico

* Ormone liposolubile con recettori nucelari (già dimerizzati). * precursore - vitamina A - deve essere introdotta con la dieta di alimenti vegetali (carotenoidi) o animali (burro, latte, uova) * Sintesi - si ottiene attraverso una doppia ossidazione a partire dalla vitamina A. (Vit-A -> 11, cis retinale -> acido retinoico). · Funzione - è coinvolto in processi di sviluppo e di crescita dell'organismo, stimolando il differenziamento e la proliferazione di tessuti, soprattutto epiteliali, come quelli localizzati a livello della cute, del polmone, della trachea e della cornea. Inoltre, è coinvolta nella modulazione delle cellule del sistema immunitario. Visione - il prodotto intermedio della sintesi dell'acido retinoico è l'11-cis-retinale, che agisce da gruppo prostetico della rodopsina che media il processo della visione notturna.

Recettori degli ormoni steroidei (localizzazione, meccanismo di attivazione)

* Ormoni - gli ormoni steroidei sono gli ormoni della corticale renale (mineralcorticoidi e glucocorticoidi) e gli ormoni sessuali prodotti nei gonadi (androgeni ed estrogeni). * Natura - sono lipofili, in grado di diffondere attraverso la membrana plasmatica e legare recettori intracellulari - citosolici e di modulare l'espressione genetica -> sono veri e propri modulatori trascrizionali * Localizzazione tissutale dei recettori - - mineralcorticoidi come l'aldosterone si trovano a livello del nefrone renale (induce il riassorbimento di ioni ad acqua) - glucocorticoidi come cortisolo - fegato, muscolo, adiposo - testosterone- molti tessuti: apparato locomotore, sistema riproduttivo, cardiovascolatorio - estrogeni - sistema riproduttivo, scheletrico, cardiovascolare, neuroendocrino * Struttura - 3 domini principali: dominio di legame per l'ormone (carbossiterminale), dominio coinvolto nell'attivazione della trascrizione e dominio di riconoscimento e legame al DNA che contengono spesso 2 motivi Zinc Finger, stabilizzati dai legami di coordinazione con 4 residui (4 cis o 2 cis + 2 His) con uno ione zinco. spesso, oltre ai motivi ZF, quei domini contengono anche aa come Arg, Lys, Asn, Gln in grado di formare legami idrogeno con le basi azotate del DNA e contribuiscono alla specificità del legame recettore-DNA. * Meccanismo - quando non sono legati all'ormone, sono nel citosol legate a HSP70. Il legame con l'ormone porta alla dissociazione del HSP70 e alla dimerizzazione che causa un camb. conf. che determina l'esposizione di domini che mediano la traslocazione del dimero all'interno del nucleo, dove legansosi alle sequenze HRE (elementi di risposta ormonale), richiama dei coattivatori che promuovono la trascrizione di specifici geni.

Bilancio energetico β-ossidazione (1)

* Per ogni palmitil-CoA si formano 7NADH, 7FADH2 e 8 acetil-CoA. * 14 coenzimi ridotti portano nella fosforilazione ossidativa alla formazione di 28 ATP. * L'ossidazione completa di 8 acetil-CoA porta alla formazione di 80 ATP. * In totale - 108 ATP prodotti. * Vengono usati 2 legami fosfoanidridici durante l'attivazione dell'acil-CoA (acil-coa sintetasi) -> in totale si formano 106 ATP = resa energetica di quasi 33% in condizioni standard e circa 60% in condizioni reali (dove la ΔGp della idrolisi di ATP è circa 50-60 kJ/mole e non 30,5)

PTEN

* Proteina fosfatasi che defosforila il PIP3 (il secondo messaggero della via di traduzione del segnale insulinico che induce una risposta metablica) -> defosforilazione = rimozione del secondo messaggero = spegnimento del segnale. * Tumori- la PKB è coinvolta in altri vie di traduzione del segnale che inducono la proliferazione cellulare -> una mutazione a livello del gene che codifica per il PTEN hanno come conseguenza lo spostamento dell'equilibrio tra PIP3 e PIP2 verso il PIP3, che quindi induce un'attivazione permanentemente della PKB, che va a stimolare la proliferazione cellulare. Queste mutazioni si riscontrano in molti tumori, e per questa ragione, il PTEN è spesso definito come oncosoppressore.

Meccanismo di rilascio dell'insulina

* Quando - in condizioni di iperglicemia, perchè la sua azione e di ridure la glicemia. * Segnale di innesco - glucosio - in alti conc. il GLUT2 diventa molto più efficiente (ha Km tra 15-20mM) e introduce glucosio nella cellula. * Anche la glucochinasi (eso-4) diventa più efficiente (anche essa ha Km alto = circa 10mM) -> favorisce il flusso glicolitico. * Si attiva la respirazione ossidativa che porta all'aumento dei livelli di ATP. * L'ATP è un effettore allosterico negativo del canale di potassio sulla membraba. Di solito è aperto e espelle potassio ma quando si chiude, la membrana si depolarizza (diventa più positiva). * La depolarizzazione attiva il canale di calcio sulla membrana plasmatica, controllato dal voltaggio -> introduce calcio nel citosol. * Il calcio è l'effettore allosterico positivo del canale di calcio sul RE, controllato da liganso -> espelle calcio dal lume al citosol * Il picco dei livelli di calcio citosolico attiva una proteasi che taglia il frammento C del pro-insulina che diventa insulina attiva. * Il calcio innesca anche l'esocitosi di insulina nel sangue.

ACC - meccanismo, regolazione (9)

* Reazione - catalizza carbossilazione del acetil-CoA in malonil CoA. * Significato - è la tappa di attivazione che favorisce termodinamicamente l'intera biosintesi di acidi grassi che altrimenti sarebbe endoergonica. L'energia rilasciata poi dal rilascio di CO2 favorisce la condensazione di malonil-CoA con acetil-CoA (la prima tappa). Per questa ragione è anche la tappa di controllo della lipogenesi. * Meccanismo - ATP attiva CO2 che viene poi legata al biotina (N) e viene trasferita al sito transcarbosilasico, dove rilascia l'CO2, deprotona il gruppo metilico dell'acetil-CoA e favorisce l'attacco Nu del legame pie dell'acetil su CO2. * Regolazione: (+) insulina (defosfo) e citrato -> polimerizzazione (-) glucagone / adrenalina (attivano PKA) o AMP (attiva AMPK) -> (fosfo) / acil-CoA -> dissociazione ai monomeri

adattamento cellulare nelle situazione in cui viene rilasciata l'insulina

* Recettore tirosin-chinasi -> IRS-1->PI3K -> PIP3 -> PKB / proteine chinasi insulina sensibile / proteine fosfatasi -> stimolano: * L'uptake di glucosio (adiposo, muscolo scheletrico e cardiaco) = esocitosi delle vescicole richhe di GLUT4. * La sintesi di molecole di riserva energetica: - glicogeno: (fegato, muscolo): attivazione di PP1 -> defosforilazione e attivazion di glicogeno sintasi ma inibizione di fosforilasi chinasi B e di glicogeno fosforilasi (favorita dall'effettore negativo che è il glusocio stesso) + inibizione (fosforilazione) di GSK3 da PKB. - Acidi grassi e TAG (fegato e adiposo) - attivazione (defosforilazione) ACC, trascrizione ACC e FAS1. * L'utiliso di glucosio (glicolisi) nel fegato - attivando una fosfatasi che porta alla defosforilazione = attivazione di PFK2 e di Piruvato chinasi, ma inibizione di PEP-CK.

Recettori accoppiati a guanilato Ciclasi

* Recettori con dominio in grado di catalizzare il secondo messaggero GMP ciclico (guanosina 3',5'-monofosfato ciclico) da una molecola di GTP. * Tipi: possono essere recettori di membraba (ANF) o citosolici (NO). - se citosolici, presentano un gruppo eme. - se di membrana (come dell'ANF), sono formati da 2 monomeri, ciascuno con sito di legame all'ormone, singola catena trans e dominio citosolico con attività guanilato ciclasica. * Meccanismo di traduzione - Il legame con il ligando provoca un cambiamento conformazionale nel recettore che attiva il dominio citosolico che porta ad un aumento della [cGMP], che promuove, attraverso un meccanismo allosterico, l'attivazione di una proteina chinasi G (PKG). L'attivazione consiste nel spiazzamento del suo dominio auto-regolatorio che esposta i siti di legame per le proteine substrato. * Spegnimento - riduzione dei livelli del secondo messaggero: scissione del legame fosfodiesterico del GMPc che si converte in 5'-GMP, catalizzata da una fosfodiesterasi. * Es. di ormone che agisce attraverso questo meccanismo è il ANF (peptide natriuretico atriale) - secreto dall'atrio destro quando c'è iperestensione (aumento del volume e pressione sanguino). La sua funzione è di ridurre la pressione sanguine: - Rene - provoca l'inibizione di un canale di sodio che ha come conseguenza l'escrezione dello ione, seguita dall'escrezione di acqua come risposta allo squilibrio osmotico. - Muscolatura liscia dei vasi - fosforilazione del troponina, bloccandone l'attività e determina l'inibizione della contrazione muscolare, causando il rilassamento dei muscoli = vasodilatazione.

V-ATPasi e F-ATPasi

* Ruolo - pompe protoniche -> mantenere un'ambiente acido -> ottimizare funzione di enzimi litici la cui pH ottimale è acido (basso). * Collocazione - I V-ATPasi - membrane batteriche e di organuli e vescicole nel nostro organismo, come nei lisosomi. I F-ATPasi - membrane di batteri e assenti in nostre cellule. *Struttura - analogia strutturale all'ATPasi mitocondriale: nel caso del V-ATPasi, dominio citosolico con attività ATPasica (V1) e un dominio transmembrana formato da diverse subunità c identiche (Vo), che si comporta come un canale protonico, pompandoli verso il lume. * Funzione - l'idrolisi dell'ATP fatta dal dominio citosolico, a livello delle subunità β fornice l'energia necessaria per guidare il trasporto dei protoni all'interno del lume del vacuolo (o dentro il citosol nel caso del F-ATPasi).

Regolazione beta ossidazione vs lipogenesi - malonil-CoA, CAT1, ACC, ormoni ecc. (12)

* Scopo - assicura che la produzione di energia sarà coordinata con le richieste energetiche delle cellule e che non ci siano cicli futili. * Qunado - l'ossidazione deve avenire solo quando la C.E è bassa e in condizioni di ipoglicemia (segnalata da glucagone e adrenalina), mentre la lipogenesi neccessità invece energia e deve avvenire solo dopo che le richieste energetiche delle cellule sono state soddisfate, ciòè, in condizioni di iperglicemia e alta C.E (segnalate da insulina) * Punti di controllo - CAT1, ACC - L'ACC catalizza la produzione del primo substrato della sintesi di acidi grassi (malonil-CoA) che agisce da effettore allosterico negativo del CAT1. Regolazione reciproca tra la sintesi di acidi grassi e la loro ossidazione. * ACC - attivo quando defosforilato -> polimerizzato e inibito quando fosforilato -> dissociato ai suoi monomeri C.E alta -> favorita la lipogenesi (sintesi di ac.grassi e colesterolo da acetil-coa, gliceroneogenesi e sintesi di TAG e fosfolipidi). La glicolisi è molto attiva (favorita anche dall'insulina) e produce molte piruvate che entrano nel ciclo di Krebs e nella catena respiratoria e producono molto ATP, fino a quando non si riduce i livelli di ADP che causano il rallentamento del ATP sintasi, l'accumulo del gradiente, il rallentamento della catena di trasporto e l'accumulo di coenzimi ridotti che vanno ad inibire l'alfa-kg DH, isocitrato DH e citrato sintasi. Si accumula citrato che esce dal mito al citosol e viene scisso in OAA e acetil-CoA dall'enzima citrato liasi (neccesità ATP). L'acetil-CoA accumulato nel citosol attiva l'ACC (che si attiva anche dalla defosforilazione indotta dall'insulina -> viene polimerizzato). L'ACC che catalizza la carbossilazione dell'acetil-CoA in malonil-CoA (usando ATP e biotina). Il malonil CoA e l'acetil-CoA sono cosubstrati del FAS1 che catalizza la sintesi di acidi grassi, e il malonil-CoA anche inibisce il CAT1, impedendo così la beta-ossidazione. * C.E bassa -> favorita la beta ossidazione. Il glucagone induce la fosforilazione (inibizione) del ACC (da PKA) e nel muscolo la bassa carica energetica, segnalata dal'aumento di AMP attiva la AMPK che fosforila e inibisce l'ACC. L'ACC fosforilato, si dissocia ai suoi monomeri e non può sintetizzare l'effettore allosterico negativo del CAT1. Il CAT1 introduce acil-CoA nel mitocondrio dove attraversa cicli di ossi.-idratazione-ossi.-tiolisi fino alla degradazione completa ad acetil-CoA.

Via dell'AMP ciclico.

* Secondo messaggero generato nella via di traduzione GPCR dipendente, prodotto dall'enzima adenilil-ciclasi, la quale viene attivata quando si lega la subunità alfa attiva di una proteina G. * Ormoni che trasmettono il segnale attraverso AMPc sono adrenalina (recettori beta-adrenergici), glucagone e ACTH (ipofisario). * L'AMPc attiva attraverso un meccanismo allosterico di spiazzamento del dominio auto-inibitore il PKA. L'attivazione necessità che 2AMPc si legino ad ogni dominio R -> portando al rilasci dei 2 domini C attivi. * Risposta cellulare: il PKA a livello del: - fegato -> attiva la fosforilasi B chinasi e inibisce la PP1 (favorisce la glicogenolisi) e inibisce il dominio chinasico dell'enzima bifunzionale -> non si forma l'effettore allosterico positivo del PFK1 -> viene favorita la gluconeogenesi rispetto la glicolisi. - muscolo -> attiva la fosforilasi B chinasi e inibisce la PP1 (favorisce la glicogenolisi) - adiposo - attiva la perlipina (rilascia proteina che attiva ATGL e va a coattivare l'HSL che viene primariamente attivata dal PKA. * A lungo termine - espressione genetica - solo glucagone nel fegato - PKA attiva CREBP che stimola la trascrizione di geni per enzimi gluconeogenetici (PEP-CK, glucosio-6fosfatasi ecc.) * Spegnimento - scissione del legame fosfodiestere del AMPc che si converte in AMP. O - fosfatasi citosoliche, dissociazione O-R, GTPasica-GAP, desensibilizzazione.

P ATPasi

* Soluti - cationi (ad eccezione delle flippasi) * Meccanismo - usano la partecipazione covalente dell'ATP per attuare un cambiamento conformazionale che permette il processo di traslocazione dei cationi. * Struttura - 10 eliche transmembrana con domini specifici per legare il substrato, oltre a 3 domini catalitici, coinvolti nel legame con l'ATP e nell'innesco del cambiamento conformazionale che permette il trasporto contro gradiente. Na+/K+ ATPasi Cotrasporto elettrogenico, il responsabile principale della creazione e del mantenimento del potenziale transmembrana (gradiente elettrico) fondamentale per rendere possibili reazioni che lo sfruttano, come trasporto secondario o propagazione dell'impulso nervoso. Ca2+-ATPasi * Funzione - Pompano Ca+2 contro gradiente, fuori dal citosol per mantenere bassa la sua concentrazione citosolica (circa 0.1 μM). È fondamentale perché molti processi sono innescati dal leggero aumento nella sua concentrazione (contrazione muscolare, esocitosi di insulina). * Tipi - in basse alla localizzazione: Ca2+ ATPasi della membrana plasmatica e SERCA del RE. * Struttura del SERCA - una catena con 10 eliche transmembrana e 3 domini citosolici: -> trans: T (2 siti di legame con clacio), S (da supporto fisico al dominio T) -> cito: N-ATP e chinasica, P-fosforilato sull'Asp, A-trasmette le modificazioni e ha attività fosfatasica che permette il ritorno allo stato conformazionale basale). * Meccanismo - E1 verso il citosol -> legame di 2 calcio -> innesco legame con ATP -> modi. conf. che causa la chiusura del cancello citosolico e la fosforilazione del P. Essa determina l'incremento del contenuto energetico del trasportatore che passa alla conformazione E2-P, nella quale il sito per il calcio rivolge il lume e l'affinità per il calcio si riduce -> rilascio di calcio -> rimozione del P dal P e ADP dal N -> riconversione spontanea nella conformazione E1.

Carrateristiche dei recettori ormonali

* Sono caratterizzati da un'elevatissima specificità e affinità per il loro ligando (l'ormone): * La specificità deriva dall'esatta complementarietà strutturale (stereospecificità) tra i recettori e le molecole di segnale, alla quale contribuiscono anche moltissimi interazioni deboli tre le 2 specie molecolari. La risposta funzionale all'ormone dipende non solo dal tipo di recettore, ma anche dal corredo proteico/enzimatico che il tessuto possiede. Ciò significa che lo stesso ormone può determinare una modificazione completamente diversa in tessuti diversi: ad esempio, il glucagone induce nel fegato la gluconeogenesi e la glicogenolisi, mentre nel tessuto adiposo induce la lipolisi. * L'affinità viene espressa dal bassissimo valore del costante di dissociazione (Kd) del complesso ormone-recettore: che ha valori compresi tra 10^-9 e 10^-11M. Ciò significa che il recettore può riconoscere e legarsi alle molecole segnale anche nei casi in cui si trovano in concentrazioni estremamente piccole, com'è il caso nelle condizioni fisiologiche.

caratteristiche di specificità del canale del potassio batterico (prototipo)

* Struttura - 4 monomeri con una distribuzione spaziale "a cono". Il poro è formato da α-eliche transmembrana, oltre ad α-eliche più piccole che si convergono verso il centro, dove determinano con le eliche trans la ragione ristretta del filtro del canale, che determina la specificità del canale per il potassio. * Caratteristiche di specificità e meccanismo- gli ioni entrano ancora idratati, ma quando incontrano il filtro del poro vengono disidratati grazie alla riduzione della dimensione e grazie alla formazione di legami di coordinazione con gli ossigeni dei gruppi carbonilici delle eliche transmembrana, oltre a interazioni elettrostatiche con i gruppi carbossilici alle estremità delle eliche corte. * Termo - gli interazione rilasciano un'elevata energia di legame che va a ridurre l'energia di attivazione del trasporto, dovuta alla disidratazione dello ione. La forza degli interazioni dipende dalla dimensione dello ione. Lo ione di sodio ad esempio, è più piccolo rispetto al potassio, e sebbene possa passare attraverso il canale, il suo passaggio avvien in modo molte meno efficiente.

Come l'insulina regola il metabolismo glucidico nei tessuti, quindi via di trasduzione del segnale + cosa attiva/inattiva a livello di glicolisi e sintesi/degradazione del glicogeno

* Tipo di recettore - il segnale insulinico viene trasmesso alla cellula attraverso un recettore con attività tirosin-chinasica: ha un dominio citosolico in grado di fosforilare residui di tirosina a livello del recettore stesso e di proteine substrato. * Struttura del recettore - è un omodimero. Ogni monomero è formato da 2 subunità (alfa e beta), con un sito di legame per l'insulina, un singolo segmento trans e un dominio catalitico con l'attività tirosin-chinasica. * Localizzazione - adiposo, fegato, muscolo * 2 Vie e 2 risposte - può indurre una risposta proliferativa o metabolica (ipoglicimizzante), dipendentamente dal correddo proteico della cellula. * Meccanismo - il legame con l'insulina induce un camb. conf. che viene trasmesso al dominio citosolico, innescando un processo di autofosforilazione - ogni subunità B fosforila 3 tirosini sull'estremità carbossiterminale dell'altre subunità beta. Questa porta alla sua attivazione, permetendolo di attivare altre proteine substrato: si lega alle fosfotirosina la proteina IRS-1 che viene anche essa fosforilata. A questo punto, la via si diforca: * Via metabolica -al IRS-1 lega la proteine fosfatidil inositolo 3 chinasi (PI3K) che genera il secondo messaggero PIP3 -> diventa sito di ancoraggio per PKB che viene attivata, da fosforilazione dal PDK1: - fegato e muscolo - promuove le glicogenosintasi attraverso l'inibizione di GSK3 (induce la sua autoinibizione). - muscolo e adiposo - promuove l'esocitosi di GLUT4 per aumentare l'uptake di glucosio e ridure quindi la glicemia. -> spegnimento di questa via è dato dalla proteina fosfatasi PTEN che rimuove il fosfato 3 dalla PIP3, rigenerando il PIP2. ** L'insulina inoltre, nel fegato promuove la: 1. glicolisi attraverso l'attivazione di una fosfatasi che defosforila e attiva il Piruvato chinasi. 2. glicogenosintesi grazie all'attivazione di una chinasi sensibile all'insulina che attiva la PP1 che defosforila e attiva la glicogeno sintasi mentre inibisce il fosforilasi B chinasi e la glicogeno fosforilasi. 3. la sintesi di acidi grassi, attivando una fosfatasi che defosforila e induce così la polimerizzazione e l'attivazione dell'ACC. (anche dell'adiposo) -> spegnimento di questa via è dato dalla proteina fosfatasi PTEN che rimuove il fosfato 3 dalla PIP3, rigenerando il PIP2.

Vie di trasduzione dell'Insulina + Desesibilizzazione

* Tipo di recettore - il segnale insulinico viene trasmesso alla cellula attraverso un recettore con attività tirosin-chinasica: ha un dominio citosolico in grado di fosforilare residui di tirosina a livello del recettore stesso e di proteine substrato. * Struttura del recettore - è un omodimero. Ogni monomero è formato da 2 subunità (alfa e beta), con un sito di legame per l'insulina, un singolo segmento trans e un dominio catalitico con l'attività tirosin-chinasica. * Localizzazione - adiposo, fegato, muscolo * 2 Vie e 2 risposte - può indurre una risposta proliferativa o metabolica (ipoglicimizzante), dipendentamente dal correddo proteico della cellula. * Meccanismo - il legame con l'insulina induce un camb. conf. che viene trasmesso al dominio citosolico, innescando un processo di autofosforilazione - ogni subunità B fosforila 3 tirosini sull'estremità carbossiterminale dell'altre subunità beta. Questa porta alla sua attivazione, permetendolo di attivare altre proteine substrato: si lega alle fosfotirosina la proteina IRS-1 che viene anche essa fosforilata. A questo punto, la via si diforca: 1. via proliferativa - al IRS-1 lega la proteina adattatrice Grb2, a cui si lega la proteina SOS (una GEF) che attiva la Ras (proteine G). La Ras induce l'attivazione di una cascata di fosforilazioni di proteine della famiglia MEPK (attivate da mitogeni -> inducono una risposta proliferativa). Ras fosforila Raf1 che fosforila MEK che fosforila ERK. ERK entra nel nucleo, dove attiva Elk.1 che stimola la trascrizione di circa 100 geni coinvolti nella divisione cellulare. ** Le MAPK sono ancorate alla proteina adattarice KSR che l'orienta in modo ottimale per la fosforilazione -> aumentando l'efficienza della traduzione. Inoltre, partecipa nello spegnimento: ERK prime di entrare nel nucleo, fosforila e blocca il dominio di legame per IRS-1, causando la sua dissociazione da KSR. 2. Via metabolica -al IRS-1 lega la proteine fosfatidil inositolo 3 chinasi (PI3K) che genera il secondo messaggero PIP3 -> diventa sito di ancoraggio per PKB che viene attivata, da fosforilazione dal PDK1: - fegato e muscolo - promuove le glicogenosintasi attraverso l'inibizione di GSK3 (induce la sua autoinibizione). - muscolo e adiposo - promuove l'esocitosi di GLUT4 per aumentare l'uptake di glucosio e ridure quindi la glicemia. -> spegnimento di questa via è dato dalla proteina fosfatasi PTEN che rimuove il fosfato 3 dalla PIP3, rigenerando il PIP2. ** L'insulina inoltre, nel fegato promuove la: 1. glicolisi attraverso l'attivazione di una fosfatasi che defosforila e attiva il Piruvato chinasi. 2. glicogenosintesi grazie all'attivazione di una chinasi sensibile all'insulina che attiva la PP1 che defosforila e attiva la glicogeno sintasi mentre inibisce il fosforilasi B chinasi e la glicogeno fosforilasi. 3. la sintesi di acidi grassi, attivando una fosfatasi che defosforila e induce così la polimerizzazione e l'attivazione dell'ACC. (anche dell'adiposo)

diffusione nella membrana cellulare (fosfolipidi, flippasi e floppasi)

* Trasportatori che permettono il movimento a flip-flop (trasversale) * avviene solo per i lipidi * Importante per realizzare e preservare la loro distribuzione asimmetrica. * flippasi catalizzano la traslocazione contro gradiente (usando ATP) di fosfolipidi dal foglietto esterno al foglietto citosolico. *floppasi catalizzano la traslocazione contro gradiente (usando ATP) di fosfolipidi dal foglietto citosolico a quello esterno. * scramblasi trasportano contestualmente due molecole lipidiche, secondo gradiente. Intervengono tra l'altro nell'apoptosi cellulare: lo spostamento della fosfatidilserina dal monostrato citosolico a quello extracellulare funge da segnale di riconoscimento per i macrofagi che promuovendone la degradazione della cellula.

RAS

* Una proteina G citosolica-monomero, che partecipa nella via di traduzione del segnale insulinico (trasmette attraverso un recettore di membrana tirosin-chinasico). * Viene attivata dal proteina SOS (una GEF) che si attiva a sua volte quando fa parte del complesso multiproteico IRS1-Grb2-SOS. L'attivazione di Ras consiste nello scambio tra GDP e GTP che innesca una modificazione conf. che esposta i siti di legame per le proteine substrate: switch 1 e switch 2. * Innesca una cascata di fosforilazioni di proteine che appartengono alla famiglia MAPK, che sono proteine chinasiche attivate da mitogeni (da segnali extracellulari che promuovono la proliferazione cellulare). La Ras fosforila Raf-1 (che è una MAPKKK) che fosforila MEK (MAPKK) che fosforila ERK (MAPK). * Patologie - in circa 25% dei tumori umani si ha un'alternazione a livello del gene che codifica per il RAS o per la sua proteina GAP, che consistono nell'inativazione della sua attività GTPasica.

KSR

* Una proteina adattarice che lega partecipa nella via di traduzione del segnale insulinico che porta ad una risposta proliferativa, attraverso la formazione di un complesso multiproteico che porta all'attivazione della cascate di fosforilazione MAPK. * Ruolo - lega le 3 MAPK (Ras1, MEK, ERK) e le orienta perfettamente l'una rispetto all'altra, aumentando in questo modo l'efficienza della trasduzione del segnale insulinico. La KSR ha anche un ruolo nello spegnimento della traduzione: quando ERK viene attivato, prima di entrare nel nucleo, va a fosforilare il dominio di legame per il Raf-1 sul KSR, determinando la sua dissociazione del KSR e lo spegnimento della trasduzione del segnale

calcio, via della trasduzione del segnale in cui è coinvolto, ormoni che la attivano e loro caratteristiche funzionali, ruolo del calcio come regolatore (troponina e calmodulina)

* Via di traduzione - il calcio è il secondo messaggero della via di traduzione GPCR-PLC -> che porta alla formazione di DAG e IP3 che va ad attivare il canale di calcio sul REL e porta al aumento dei suoi livelli citosolici. * Ormoni - questa via è attivata dagli ormoni adrenalina (a1-adrenergici), vassopressina, ossitocina, fattori di rilascio ipotalamici, acetil-colina ecc. * PKC - è in grado di attivare allostericamente, insieme al DAG la proteina chinasi di membrana PKC, che attraverso la fosforilazione di residui di serina o treonina, modula l'attività di proteine bersaglio, coinvolti ad esempio nella contrazione della mosculatura liscia di vasi e visceri (vassopresina, ossitocina, adrenalina), nel rilascio di tropine ipofisari (fattori di rilascio ipotalamici) e nella risposta immunitaria. * Calmodulina - è in grado anche di legare proteine come calmodulina e troponina, che hanno il dominio EF-hand e sono in grado di sentire il leggero aumento nella loro concentrazione citosolica. A livello del muscolo scheletrico, la calmodulina fa parte della fosforilasi chiansi B, che favorisce la glicogenolisi (rispetto la glicogenosintesi), attivando la glicogeno fosforilasi e portando al rilascio di glucosio, aumentando la disponibilità di energia per la contrazione, che era primariamente promossa dal legame del calcio con la troponina. (doppio ruolo)

Gliceroneognesi (5)

* Via metabolica che permette di sintetizzare glicerolo3P da precursori come piruvato (invece di glucosio) nel caso di ipoglicemia. * Dove - fegato, adiposo * In condizioni di ipoglicemia, il cortisolo inibisce la gliceroneogenesi nel adiposo (costringendolo di rilasciare acidi grassi e non di esterificarli in TAG), mentre nel fegato il cortisolo favorisce la gliceroneogenesi, in modo che possa produre TAG che vengono trasferiti ad altri tessuti per fornirli energia. * L'attivazione o l'inibizione del cortisolo su questa via avviene a livello del PEP CK che catalizza la conversione di OAA in PEP che può poi essere convertito in DHAP: il diretto precursore de glicerolo 3P (formato da riduzione del DHAP)

ruolo del calcio nel metabolismo

* agisce da effettore allosterico positivo degli enzimi del ciclo di Krebs che catlizzao le reazioni irreversibile: citrato sintasi, isocitrato DH e alfa-kg DH -> favorendo in questo modo la respirazione ossidativa. * attraverso il legame con la calmodulina che fa parte dell'enzima fosforilasi chinasi B, favorice la glicogenolisi, in quanto la fosforilasi chinasi B attiva la glicogeno fosforilasi. * rapresenta il segnale che porta alla maturazione e all'esocitosi di insulina: attiva una proteasi che rimuove il peptide C, convertendo la pro-insulina in insulina attiva.

Tutte le tappe della betta ossidazione incluso disegni (1)

* attivazione da acil-CoA sintetasi (sostituzione nucleofila tra AMP e CoA) -> aumentare il contenuto energetico e favorire l'ingresso * Shuttle della carnitina (transesterificazione) // CAT1 = punto di controllo + separare diversi CoA * betta ossidazione - matrice - 4 tappe: primi 3 -> preparazione per la scissione = rendere il C-betta un migliore elettrofilo per l'attacco Nu del S-CoA: 1. ossidazione di acil-CoA in trans-Δ2 enoil-CoA e formazione di FADH2 (acil-CoA DH) 2. idratazione -> beta-idrossiacil-CoA (enoil-CoA idratasi) 3. ossidazione -> beta-chetoacil-CoA (idrossiacil-CoA DH) 4. tiolisi -> attacco Nu- del S di CoA sul carbonio betta -> formazione di acil-CoA accorciato di 2 carboni e acetil-CoA, che è un ottimo gruppo uscente grazie al sua carbonio acido che forma carbanione stabilizzato per risonanza. * Isoforme - se l'acido grasso ha più di 12 C -> le 3 ultime reazioni sono catalizzata da un complesso enzimatico TFP (eterootomero: 4alfa, 4beta) - alfa (2,3) e beta (4) -> incanalamento del substrato -> più efficiente.

Enzima malico (7)

* catalizza la reazione reversibile che da malato si forma piruvato e viceversa. -> Nella via di sintesi di acidi grassi, catalizza la decarbossilazione e l'ossidazione del malato in piruvato, con rilascio di NADPH che può entrare nella lipogenesi. Questa tappa fa parte nel processo di ri-introduzione dell'OAA dal citosol al mitocondria che necessità energia, perchè il piruvato viene poi carbossilato in OAA in una reazione che necessità ATP. * Nel caso di bassa C.E, catizza la carbossilazione e la riduzione del piruvato in malato, in modo che possa entrare nella respirazione ossidativa. Fa parte delle reazioni anaplerotiche (di depauperazione del ciclo di Krebs)

Chetogenesi - condizioni in cui avviene, prodotti, reazioni, enzimi, strutture, chi li usa (8)

* chetoacidi - 3 molecole acide: acetoacetato, betta-idrossibutirato e acetato * Scopo - agire da combustabile per tessuti che non possono usare acidi grassi come il cervello ma anche per il muscolo * Vantaggio secondario - permette alla betta ossidazione di proseguire per ragioni termodinamiche: sotrazione del prodotto (acetil-CoA), riduzione della carica energetica (uso di NADH) in modo che non possa bloccare l'ossidazione e liberazione di CoA che può andare ad attivare più acil-CoA per l'ossidazione. * Condizioni - digiuno prolungato o patologie come diabete 1 - gluconeogenesi molto attiva -> sotrae OAA dal ciclo di Krebs per formare glucosio. Inoltre, la betta ossidazione è molto attiva e si accumula acetil-CoA che non può enetrare nel ciclo (non c'è il cosubstrato). Invece viene spinto verso la formazione di corpi chetonici. * Dove - fegato, mitocondrio * Tappe: condensazione di 3 acetil-CoA e idratazione -> si forma HMG-CoA (tiolasi e HMG-CoA sintasi). Poi, liberazione di uno acetil-CoA (liasi) e formazione di acetoacetato. Può essere poi ridotto ad idrossibutirato (usando NADH, dall'enzima betta idrossibutirato DH) o decarbossilato ad acetato (spontaneamente o dall'enzima acetoacetil decarbosilasi). * Uso - tutti i tessuti tranne il fegato, che manca l'enzima tioforasi - enzima chiave della chetolisi (attivazione dell'acetoacetato usando CoA che deriva dal succinil-CoA). Sopratutto cervello, muscoli cardiaci e scheletrici.

Diacilglicerolo, Inositolo 1,4,5-trisfosfato e Ca2+ come messaggeri intracellulari

* fanno parte della via di trasduzione del segnale GPCR dipendente, che si attiva da legame con segnali extracellulari come adrenalina (alfa1-adrenergici), ossitocina, vasopressina, aceil-colina, fattori di rilascio ipotalamici e più. * DAG e IP3 vengono catalizzati dal fosflipasi C, dalla scissione del PIP2. * Il calcio viene rigenerato nel citosol, ovvero, la sua concentrazione citosolica aumenta grazie all'attivazione di canale di calcio sul RE, attivato dal ligando che è il IP3. * DAG e calcio possono attivare la PKC (meccanismo allosterico di spiazzamento del dominio auto-inibitore), che quando attiva, può determinare tra l'altro: - la vasocostrizione, agendo sulla muscolatura liscia dei vasi (vassopressina, adrenalina) - costrizione della muscolatura liscia dei visceri (ossitocina) - secrezione di tropine dall'adenoipofisi (fattori di rilascio ipotalamici) * Il calcio può anche legare proteine che agiscono da sensori dei livelli di calcio, con domini EF-Hand (troponina, calmodulina) e innescare altre risposte come la contrazione muscolare e l'attivazinone della glicogenolisi, dovuta all'attivazione del fosforilasi chinasi B che attiva la glicogeno fosforilasi.

sintesi ormoni peptidici

* insulina, glucagone, catecolamminici, calcitonina, l'ormone paratiroideo, e tutti gli ormoni ipotalamici e ipofisari. * Vengono sintetizzati sui ribosomi legati al RE e vengono poi conservati in vescicole sotto forma di preormoni che sarano maturati e rilasciati nel sangue (esocitosi) solo dopo l'arrivo di uno stimolo (spesse segnalizzato dall'aumento della concentrazione di calcio citosolico) * Il processo di sintesi viene diretto da una sequenza di segnale amminoterminale che compare in stati precoci della trasduzione. 1. Inizia su ribosoma libero, a partire dall'estremità amminoterminale -> si forma precocemente la sequenza di segnale. 2. Particella di riconoscimento del segnale (o SRP) lega il ribosoma e blocca (transitoriamente) la traduzione. 3. Il complesso SRP-ribosoma lega GTP e poi si lega un gruppo di recettori sulla superficie citosolica del RE. 4. traslocazione della catena nascente al lume del RE dal complesso di traslocazione del peptide), usando ATP. (pre-pro-ormone). 5. L'idrolisi di GTP, mediata da SRP provoca la sua dissociazione dal ribosoma. 6. completamento della trasduzione, rimozione della sequenza di segnale (pro-ormone) e conservazione in vescicole secretorie.

sintesi dell'insulina

* localizzazione - cellule betta del pancreas * Tappe: 1. Inizia su ribosoma libero, a partire dall'estremità amminoterminale -> si forma precocemente la sequenza di segnale. 2. Particella di riconoscimento del segnale (o SRP) lega il ribosoma e blocca (transitoriamente) la traduzione. 3. Il complesso SRP-ribosoma lega GTP e poi si lega un gruppo di recettori sulla superficie citosolica del RE. 4. traslocazione della catena nascente al lume del RE dal complesso di traslocazione del peptide), usando ATP. (pre-pro-insulina). 5. L'idrolisi di GTP, mediata da SRP provoca la sua dissociazione dal ribosoma. 6. completamento della trasduzione e rimozione della sequenza di segnale (pro-insulina). 7. La pre-proinsulina si ripiega (si formano ponti disolfuro) e viene conservata come pro-insulina in vescicole secretorie. * Maturazione e secrezione - solo in iperglicemia -> il glucosio innesca una cascata di reazioni che portano all'aumento della concentrazione del calcio citosolico che attiva la maturazione (attivazione di una proteasi che rimuove il frammento peptidico C) e l'esocitosi.

Simporto Na+/glucosio o amminoacidi

* trasportatore attivo secondario che usa il gradiente di sodio per favorire il trasporto contro gradiente di glucosio o di amminoacidi. * Localizzazione - membrana apicale delle cellule epiteliale dell'intestino tenue e del rene. * Funzione e significato biologico - - Intestino - serve per assorbire glucosio o amminoacidi dal lume al citosol in un'efficienza molto elevata che favorisce un passaggio efficiente attraverso il GLUT2, sebbene quel ultimo abbia invece una bassa affinità per esso. - Rene - permette di riassorbire glucosio o amminoacidi dal lume del nefrone al citosol delle cellule epiteliali renali per favorire il loro passaggio passivo al sangue. * La forza trainante di questi trasporti è direttamente il gradiente sodico ed indirettamente l'attività della pompa Na+/K+ sulla membrana basale delle cellule epiteliale (rivolta verso il sangue): l'espulsione continua di sodio dal citosol al sangue mantiene bassa la sua concentrazione citosolica, formando il gradiente elettrochimico che permette di promuovere l'importo di glucosio o di amminoacidi.

scambiatore bicarbonato/Cl- negli eritrociti AE1, perché il bicarbonato entra ed esce dagli eritrociti dal punto di vista termodinamico.

* trasportatore passivo degli eritrociti - parte della famiglia AE (anion exchanger). · Cotrasporto antiporto, che trasporta contemporaneamente Cl- e bicarbonato HCO3- (elettroneutrale). * molto efficiente nel trasferire bicarbonato -> permette di rimuovere rapidamente l'anidride carbonica dai tessuti periferici e di rilasciarla a livello polmonare, dove viene eliminato con l'espirazione -> Periferia - esce - favorisce l'ingresso di CO2 e la sua idratazione (anidrasi) -> Polmoni - entra - favorisce la formazione di CO2 che viene espulso con la respirazione. Favorita anche dalla deprotonazione dell'emoglobina ossigenata.

Trasporto del colesterolo (3)

*esogeno - con chilomicroni dall'intestino al muscolo cardiaco, scheletrico, adiposo e alla fine al fegato. L'indirizzamento ai tessuti è fatto dal APO-C2. * endogeno - prodotto nel fegato -> con VLDL ad altri tessuti, dove entra tramire endocitosi mediata da recettore, in grado di conoscere ApoC2. * LDL - spazzini che raccogono il colesterolo in eccesso dai vari tessutidi e dal sangue al fegato.

Funzioni e destini colesterolo (3)

- precursore di ormoni sessuali e corticoidi, acidi biliari - parte delle membrena cellulari - regolarne la fluidità - Per gli ormoni, viene prima esterificato e poi trasferito alla corticale renale e ai gonadi, dove viene convertito in pregnenolone attraverso reazioni di ossigenazione che portano al distacco della catena laterale.

classificazione dei recettori

1. Recettori accoppiati a proteine G (GPCR): di membrana, attivare proteina G -> attivazione di enzima di membrana -> generazione di un secondo messaggero (es. adrenalina, glicogeno, vasopressina, ossitocina). 2. Recettori con attività tirosina chinasica: di membrana, autofosforilazione di tirosina -> innescare cascata chinasica -> risposta funzionale attraverso la modulazione dell'attività o dell'espressione genetica, spesso risposta proliferativa. (es. insulina, fattori di crescita, EPO). 3. Recettori con attività guanilato ciclasica: di membrana, dominio catalitico che catalizza il secondo messaggero GMP ciclico -> attiva PKG che fosforila proteine endocellulari, modulandone l'attività. (es. ANF, NO). 4. Recettori canale - di membrana, si aprono e si chiudono in risposta al legame di un ligando o quando accadono variazioni nel potenziale elettrico transmembrana. La funzione alterata di questi recettori sono alle basse della propagazione del segnale nervoso. (es. acetilcolina, di sodio, di potassio). 5. Recettore di adesione (interine) - di membrana, ruolo importante nei processi di adesione alla matrice extracellulare e di interazioni tra cellule adiacenti. Sono coinvolti ad esempio nei processi di coagulazione e nella risposta cellule-mediata del sistema immunitario. 6. Recettori intracellulari - recettori citosolici o nucleici che sono fattori trascrizionali in grado di altere la velocità con cui geni specifici vengono trascritti. (es. ormoni steroidei, tiroidei, calcitriolo, acido retinoico).

Tappe di sintesi del colesterolo (4)

1. condensazione di 2 acetil-CoA in acetoacetil-CoA (tiolasi) 2. condensazione con un terzo acetil-CoA, idratazione e rilascio di 1COA (HMG-CoA sintasi) -> HMG-CoA 3. Riduzione e formazione del mevalonato, necessità 2NADPH e rilascia CoA (HMG-CoA redutasi). !! tappa di CONTROLLO!! 3. 3 fosforilazioni da 3ATP -> formando il 3fosfo-5pirofosfoemevalonato. 4. decarbosilazione del mevalonato -> formando la prima unità isopreniche: delta3-isopentenil-pirofosfato. 5. Isomerizzazione a dimetil-alil-pirofosfato. (seconda unità isopreniche). 6. condensazione T-C delle 2 -> formando geranil-PPi e condensazione T-C con un secondo isopentenil-PPi, formando il farensil-PPi. (prenil-trasferasi) 8. Condensazione T-T di 2 farensil-PPi, con riduzione da NADPH e rilascio di 2PPi, formando lo Squalene. (squalene sintasi)

Calcitriolo e paratormone

Calcitriolo * ipercalcimizzante e iperfosfatimizzante, liposolubile con recettori intracellulari, in grado di modulare l'espressione di geni coinvolti nella omeostasi del calcio. * Fonte - eso (vitamina D). endo (colesterolo). * Sintesi - 2 tappe a livello della pelle (reazione fotochimica) che converte il 7-deidrocolesterolo in cole-calciferolo e poi, 2 ossidazioni: la prima a livello epatico (sul C25) e la seconda a livello renale (sul C1), formando il calcitriolo (1,25-diidrossi-cole-calciferolo). La seconda è la tappa di controllo della sintesi di calcitriolo, catalizzata dall'enzima 1,α-idrossilasi. · Funzione - promuovendo il rilascio di calcio nel sangue: - Intestino - induce l'assorbimento di calcio, stimolando l'espressione del simporto Ca2+-PO43- che trasporta ioni di calcio e fosfato dagli enterociti al sangue. - Ossa - induce l'attivazione degli osteoclasti, la cui azione porta al rilascio di calcio (e fosfato) dal tessuto osseo. Paratormone * Desc: ipercalcimizzante, idrosolubile con recettori extracellulari. * Funzione - aumentare la calcemia e ridurre la fosfatemia: 1. Rene - stimola l'attivazione del 1,α-idrossilasi = la formazione del calcitriolo e il riassorbimento di calcio con l'assorbimento di fosfato -> si riducano i livelli di P che inducono a livello dell'ossa la dissociazione delle idrossiapatite -> rilascio di calcio. 2. Ossa - stimola la proliferazione degli osteoclasti (che degradano le ossa) e inibisce la sintesi di fibre collagene a livello degli osteoblasti. (I depostiti di calcio si formano sulle fibre del collageno presenti nella matrice extracellulare -> meno collagene = meno idrossiapatite -> più rilascio di calcio). * feedback negativo - la secrezione del paratormone viene ridotta quando aumentano i livelli di calcio e di calcitriolo.

Significato dei trasportatori passivi (canali e permasi)

Catalizzano reazioni già spontanee ma permettono di accelerale, riducendone l'energia di attivazione dovuta alla disidratazione, creando una via alternativa, formando una microambiente idrofilica che permette di creare interazioni elettrostatiche che rilasciano energia di legame che porta alla riduzione dell'energia di attivazione del trasporto.

Differenza tra la prima ossidazione e la terza nella beta ossidazione (2)

Nella prima si riduce FAD e nella seconda NAD+

Sistema neuroendocrino

· Ruolo - responsabile per la coordinazione dell'azione ormonale e attraverso quella, dello stato funzionale dell'organismo. * Organizzazione - ha un'organizzazione complessa e gerarchica, in cui l'ipotalamo è il mediatore tra il sistema nervoso e quello ormonale: è in grado di recepire ed integrare tra loro i segnali elettrici provenienti dal SN e di orchestrare una risposta complessa attraverso tre modalità: 1. Secrezione di fattori di rilascio che inducono a livello dell'ipofisi anteriore (adenoipofisi) la secrezione di tropine che stimolano a loro volta la secrezione di "ormoni finali" dalle ghiandole endocrine periferiche. 2. La produzione degli ormoni peptidici ossitocina e vasopressina che vengono immagazzinati nell'ipofisi posteriore (neuroipofisi). 3. La trasmissione di impulso nervoso direttamente dal SN simpatico al midollare surrenale, stimolano il rilascio delle catecolamine. * Caratteristiche: viene controllata da un sistema di feedback negativo ed ha un'elevatissima sensibilità dovuta al processo di amplificazione del segnale: -> Il controllo a feedback negativo consiste nel fatto che l'ormone rilasciato da una ghiandole endocrina perifericha è in grado di controllare il rilascio degli ormoni regolatori (ipotalamici) e degli ormoni tropici (ipofisari). Questo meccanismo ha lo stesso scopo di evitare sprechi di substrati ed energia. (es. il cortisolo va ad inibire il rilascio dell'ACTH e del CRH). -> L'amplificazione del segnale consiste nel fatto che pochissimi fattori di rilascio ipotalamici (spesso nell'ordine dei nanogrammi) innescano una cascata di reazioni che provoca il rilascio di milioni di volte più ormoni "finali" (spesso nell'ordine dei milligrammi), che in ultimo analisi porta ad una modificazione profonda dello stato funzionale del tessuto. Questa elevatissima sensibilità del sistema neuroendocrino permette di modulare lo stato dell'organismo in risposta a singoli stimoli.

Canale di K+ voltaggio dipendente

· Struttura - Il canale K+ voltaggio dipendente della famiglia Shaker (cervello di ratto) è formato da 4 subunità, ognuna ha 6 segmenti (S1-S6) che formano un canale con una struttura conica. I segmenti S4, ricchi di Arg, costituiscono il sensore del voltaggio: in grado di percepire la variazione del potenziale elettrico transmembrana e di indurre la modificazione conformazionale che porta alla sua apertura: · Meccanismo - quando il potenziale transmembrana è a riposo (circa -60mV = più positivo all'esterno), il dominio sensore S4 è spostato verso il lato citosolico. Quando avviene una depolarizzazione (il lato citosolico diventa più positivo), ciò causa una repulsione elettrostatica del dominio stesso che, spostandosi verso la matrice extracellulare, induce una modificazione conformazionale del canale che provoca la sua apertura, con la conseguente fuoriuscita di ioni K+ secondo gradiente elettrochimico.

AKAP

* Una molecole adattatrice in grado di interagire con più partner proteici e confinare la risposta cellulare ad una localizzazione specifica. I * Nel caso della via GPCR-AMPc-PKA, l'isozima 5 lega la PKA e la localizza sulla membrana plasmatica, vicino all'adenilil ciclasi. Inoltre, possiede un sito di legame per una fosfatasi in grado di defosforilare (inattivare) proteine a valle della via. * Quindi, l'AKAP ha 3 vantaggi: 1. Aumenta l'efficienza della traduzione, poiché spazialmente, avvicina i componenti coinvolti nella risposta funzionale. 2. Promuove lo spegnimento del segnale. 3. Aumenta la specificità della risposta funzionale (perché è in grado anche di legare altre proteine che avrebbero indotte una risposta diversa).