1. Introducere in studiul metabolismului intermediar.Consideratii generale.Metabolismul cuprinde ansamblul reactiilor biochimice prin care se realizeaza schimburile permanente de materie (substanta), energie si informatie intre organismul viu si mediul ambiant. Metabolismul se poate define ca fiind totalitatea transformarilor biochimice si energetic care au loc intr-un organism viu si care determina esenta viului. Incetarea metabolismului inseamna moartea organismului. Intre transformarile metabolice ale biomoleculelor exista o stransa corelatie de interdependenta.Conceptul de metabolism intermediar desemneaza totalitatea reactiilor care se petrec intr-un organism viu si include ca principale aspecte:-identificarea si caracterizarea reactantilor si a produsilor in fiecare reactie metabolic-biocatalizatorul specific pe care il necesita desfasurarea fiecarei reactii-conditiile special pe care le reclama fiecare reactie pentru realizarea ei-stabilirea inter-relatiilor existente ale unui set sau seturi de reactii biochimice.Metabolismul este constituit din doua procese biochimice antagoniste dar in stransa interdependent si conditionare reciproca:Catabolism(procese de degradare) care se produce cu generare de energie.Anabolism(procese de biosinteza) care se produce cu consum de energie.Aceaste doua laturi constituie o unitate prin care se asigura coordonarea si autoreglarea tutror proceselor biochimice care conditioneaza existenta si functionarea materiei vii.Complexitatea metabolismului general impune ca in vederea studierii sale sa fie compartimentat, de altfel in mod artificial, in metabolism partiale, reprezentate prin: metabolism glucidic, lipidic, protidic si al acizilor nucleic, metabolismul(circuitul) hidromineral

Lipide poliglucide proteine

Acizi grasi Hexoze,AminoaciziGlicerolPentoze

Rolul alimentelor

Una din formele de legatura dintre organismul viu si mediul ambiant este hrana. Alimentele indeplinesc urmatoarele roluri: Reprezinta sursa de energie pentru desfasurarea tuturor proceselor vitale. Hrana e indispensabila pt inlocuirea anumitor elemente structural uzate. Hrana furnizeaza organsimului elementele chimice absolute necesare sip e care organismul viu nu le poate sintetiza: aminoacizi esentiali, acizi grasi esentiali, unele vitamine, component anorganice (Na, K, Ca, Mg). In organism, hrana sufera transformari profunde (ansamblul de reactii reprezinta digestia), sub actiunea diferitelor enzyme.Transformarile digestive constau din prelucrari mecanice ale alimentelor( masticare), din transformari fizice(dizolvare, emulsionare, imbibare) si din modificari chimice(hidroliza, esterificare, degradari, sinteze). Marea majoritate a substantelor sunt supuse acestor transformari. Se cunosc numai putine subsrante care pot fi folosite de organism asa cum se afla in natura si anume: oxigenul, apa, saruri minerale, monoglucide, aminoacizii liberi, acizii grasi, colesterolul liber sau esterificat, vitamine. Substantele cu o structura mai complexa nu pot fi utilizate ca atare de catre organism decat dupa o prealabila transformare in aparatul digestive. Principalii factori ai digestiei sunt enzimele din saliva, din sucul gastric, din sucul duodenal, din intestinal subtire, precum si din populatia bacteriana intestinala.Prin formarea de compusi cu structura mai simpla solubili si usor absorbabili se poate realize absorbtia lor in aparatul gastrointestinal si apoi vehicularea acestora la nivel cellular in vederea transformarilor biochimice mai profunde, prin asa-numitul metabolism intermediar.Etapele generale ale degradarii alimentelor sunt:1. Transformarea macromoleculelor sau a moleculelor cu structura mai complexa in micromolecule, solubile, usor absorbabile:-proteine aminoacizi-poliglucide.oze-lipide. Alcooli+acizi grasiDegradarea micromoleculelor dupa absorbtie, la compusi mai simpli, numiti metabolite intermediari.Degradarea complete a metabolitilor intermediary pana la produsi finali ai catabolismului: CO2, H20, NH3.In cursul acestor transformari biochimice complexe se elibereaza cantitati importante de energie care e stocata sub forma de compusi macroergici si in special ATP.Energia chimica stocata in ATP poate fi eliberata apoi, in functie de necesitatile organismului si transformata in alte forme de energie: chimica, caloric, mecanica. In cazul in care organismul e in repaus complet, bilantul energetic e denumit metabolism bazal. Pentru intrarea organismului in activitate, are nevoie de un plus de energie, denumita energie functionala.2. Respiratia celulara si fosforilarea oxidativeRespiratia celulara reprezinta o succesiune de reactii enzimatice in care H captat de pe diferite substraturi din ciclul acizilor tricarboxilici din B oxidarea acizilor grasi sau din alte cai metabolice, sub forma coenzimelor reduse NADH+H+ si FADH2,e oxidat in prezenta O2 activat cu formarea produsului final H20. Aceasta secventa de reactii e insotita de eliberarea unei mari cantitati de energie conservata sub forma de ATP. In acest lant respirator, intervin pe langa coenzime reduse si O2 activat, citocromii care sunt enzyme din clasa oxidroreductazelor caracterizate prin transfer de electroni (transelectronaze), din care motiv lantul respirator se mai numeste si lantul citocromilor.Reactia generala a respiratiei celulare este:Coenzima redusa (H2) --- 2H+ +2e+coenzima oxidata O2+2e-> O2 2-2H+ + 1/2O2 2- - H20+Energie(ATP)In catena de respiratie celulara exista pe de o parte un transfer de H sip e de alta parte un transfer de electroni de H de pe O2 care activeaza.Fosforilarea oxidativa:Sinteza de ATP, din ADP si fosfat anorganic , pe seama energiei eliberate de oxidarea hidrogenului in lantul respirator, se defineste ca fosforilare oxidative cuplata cu lantul respirator.Lantul respirator cuprinde trei puncte de fosforilare, respective de cuplare a procesului oxidative cu cel fosforilant.3. Digestia si absorbtia glucidelorIn cadrul metabolismului general, o importanta fundamental o prezinta metabolismul glucidelor, date fiind multiplele functii pe care aceste substante le indeplinesc in organism.Ozele reprezinta singura forma prin care glucidele se pot absorbi prin peretele intestinal.In organismul animal glucidele pot fi de origine exogena, introduce in organism sub forma de alimente, sau de origine endogena rezultate ca urmare a unor procese de biosinteza.Cea mai mare parte a glucidelor din organismul animalelor superioare si al omului sunt de origine exogena, alimentara. Glucidele alimentare, pot fi la randul lor, de origine animal sau vegetala. Poliglucidul principal alimentar de origine animal e glicogenul. Insa cea mai mare parte a glucidelor alimentare constau in amidon, poliglucid de origine vegetala, consumat in alimentatia umana.In cantitati mai mic, alimentele mai contin diglucide ca: zaharoza, lactoza, ,maltoza, oze: fructoza, glucoza.

Digestie:Pentru a putea fi utilizate in organism, glucidele alimentare sunt in prealabil supuse unui process de digestive, urmat de un process de absorbtie.Digestia poliglucidlor incepe partial in cavitatea bucala. Saliva contine alfa amilaza salivaara secretata de glandele salivare cu pH optim de actiune la 6,8 si T de 40 grade C, fiind activate de Cl- si Ca2+. Amilaza salivara isi pastreaza activatatea enzimatica si la alte valori de ph situate de o parte side a alta a neutralitatii, de la pH=4 la pH=9,4. In medii acide, cu pH prin 1,6-fosfoglucomutaza G-1-P2. TransglicolizareaInitierea biosintezei glicogeului necesita preexistanta unor molecule mici de glicogen absolut necesare pt sinteza de final a macromoleculei de gilocgen. Aceste molecule incomplete de glicogen prin care se initiaza reactia se numesc molecule primer. In prezenta unor enizme de tipul glicoziltransferazelor, si respectiv a enzimei fosforilaza se produce un transfer succesiv al glucozei de pe G-1-P pe molecula primer de glicogen.Exista 2 tipuri de fosforilaze: activa : b aInactiva: trecerea formei b(fosforilaza inativa ) la forma a(activa) E stimualta de:adrenalina, insulina, glucagon, cortizol prin intermediul AMPc.14.Gluconeogeneza din compusi neglucidiciDin aminoacizi glucogormatori:Din 100 g proteina se pot obtine 58g glucide (diferetna de 42 g o reprez. Aminoacizii neglucoformatori)Un nr important de aminoacizi naturali, in urma transformarilor pe care le sufera in cursul metabolismului intermediar, conduc la formarea de acid piruvic sau de intermediar ai ciclului Krebs: acid alfa-cetoglutaric, acid succinic, acid fumaric, acid L-malic, acid oxalilacetic. Toti acesti metaboliti pot fi implicati intr-un proces de biosinteza a glucozei dat fiind ca sunt implicati in formarea de acid fosfoenolpiruvic.Acesti aminoacizi se numesc glucoformatori si dintre ei se pot cita: glicocolul, alanina, serina, treonina, vanina.Alti aminoacizi conduc la formarea acetil-CoA, care nu determina o sinteza neta de glucoza insa pot suferi un proces de condensare rezultand corpi cetonici. Acesti aminoacizi au fost numiti cetogeni si dintre ei se poate cita leucina.Se mai cunosc o serie de aminoacizi care sunt concomitent si glucoformatori si cetoformatori precum: lizina, fenilalanina, tirozina.Din intermediari neazotati:Astfel de metaboliti intermediari se formeaza in CK precum si in secventa de reactii a glicolizei : acid succinic, fumaric, aldehida glicerica, dihidroxiacetona.Toti intermediarii care conduc in final la formare de acid L-malic si in continuare ac. Oxalilacetic pot conduce la sinteza neta de glucoza, pe baza mecanismului de formare a fosfoenolpiruvatului.Din glicerolUn alt substrat gluconeogenetic e glicerolul care rezulta din lipoliza triacilglicerolilor tisulari.Glicerolul e de provenienta exogena, fiind introdus in organismul uman prin alimentatie sub forma de grasimi.In perioadele de gluconeogeneza activa, triacilglicerolii tisulari sunt hidrolizati, glicerolul fiind trecut in sange si transportat la ficat unde e convertit in glucoza. Si in acest caz, ca sin cel al ac. Lactic are loc un circuit al glicerolului.

15. BIOSINTEZA GLICOGENULUI DIN ACID LACTICBiosinteza glicogenului din ac. Lactic se realizeaza prin reactia Pasteur-Mayerhoff.Acidul lactic e unul din substraturile principale ale gluconeogenezei.Astfel, daca se ia in considerare provenienta ac lactic in muschi si posibilitatea ca in ficat ac lactic sa fie convertit la glucoza si glicogen iar ullterior glucoza sa fie redata circulatiei sanguine, se poate defini ciclul acidului lactic (Ciclul Cori).Relatia dintre glicogenul hepatic si glicogenul muscular cu participarea ac. Lactic reprez ciclul Cori.

16. Digestia si absorbtia lipidelorLipidele sunt biomolecule care indeplinesc in organism rol energetic si structural. Pot fi de origine exogena din alimente, si endogena: Sintetizate pe baza lipidelor exogene Provenite din alte lipide endogene Provenite din proteine(cantitati mici)Principalele componente lipidice ale ratiei alimentare sunt triacilglicerolii ( trigliceride, grasimi neutre), dupa care urmeaza fosfolipidele (lecitine, cefaline, sfingomieline), colesterol liber si esterificat , carotenii si vitamine liposolubile (A,D,E,K)Lipidele alimentare sufera in tractul gastrointestinal si indeosebi in intestinul subtire atat transformari fizice cat si chimice.Transformarile fizice constau in fina lor emulsionare sub actiunea secretiei biliare. Componentele bilei care au proprietati tensioactive si care produc emulsionarea sunt acizii biliari conjugati si sarurile biliare, lecitina si colesterolul la care se adauga monogliceridele si sarurile alcaline ale acizilor grasi(sapunuri) formate in intestin prin hidroliza trigliceridelor in mediu slab alcalin. In lipsa bilei din intestin, lipidele alimentare se elimina netransformate prin materiile fecale.Din procesul de emulsionare intestinala rezulta micele, cu compozitie mixta, asupra carora actioneaza enzimele secretate de pancreasul exocrin.Digestia lipidelor se realizeaza practic in intestinul subire.In cavitatea bucala ca si in stomac unde pHul e acid nu exista enzime care sa hidrolizeze lipide. Numai la sugari exista o lipaza gastrica care actioneaza la pH acid si care hidrolizeaza preferential lipidele din lapte.La nivelul intestinului subtire se devarsa sucul pancreatic contine enzime lipolitice relatic specifice: lipaze care actioneaza asupra trigliceridelor, fosfolipaza asupra fosfolipidelor , colesteridesteraze asupra esterilor colesterolului. Totodata, la nivelul intestinului, bila devarsa sarurile bilare. Importanta biochimica a sarurilor alimentare transformandu-le in picaturi exxtrem de fine, marind astfel suprafata de contact intre intestin si lipide. Totodata, sarurile biliare activeaza lipaza pancreatica si in felul acesta faciliteaza digestia lipidelor alimentare.Sucul pancreatic intervine in digestia triacilglicerolilor prin lipaza pe care o contine si a carei activitate optima e asigurata de pHul alcalin al sucului pancreatic. Lipaza pancreatica e secretata de pancreas intr-o forma initial putin activa.pHul optim de activitatea al lipazei pancreatice e cuprins intre 7-7,8 si creste odata cu alungirea catenei ac. Gras sin trigliceride.In intestin nu exista conditii pt o hidroliza completa a grasimilor la glicerol si ac. Grasi, ca urmare in urma procesului de digestie a trigliceridelor se gasesc grasimi nedigerate, digliceride, monogliceride si acizi grasi in proportii care variaza cu cantitatea si natura grasimii, cu pHul si motilitatea intestinala.Asupra fosfolipidelor(lecitine) actioneaza fosfolipazele, esteraze cu specificate pt legatura carboxil din pozitia 2 a glicerolului, rezultand lizolecitine.Colesterolul si esterii sai prezenti in lumenul intestinal provin din 3 surse: alimente, din bila, si din descuamatiile mucoasei intestinale. Esterii colesterolului sunt hidrolizati sub actiunea colesterol esterazei pancreatice.Absorbtia lipidelor: lipidele alimentare nehidrolizate si produsii de hidroliza insolubili in apa sau partial solubili, impreuna cu acizii biliari, formeaza micelii mixte. Digestia si absorbtia lipidelor au loc in regiunea proximala a jejunului. Acizii biliari nu sunt absorbiti la acest nivel al intestinului, ci se reintorc in lumen participand la solubilizarea si transportul altor molecule lipidice. Ajungi in portiunea distala a ileonului, acizii biliari sunt absorbiti si trecuti prin sistemul port la ficat si din nou in bila si intestin, realizandu-se in acest fel circuitul entero-hepatic al acizilor biliari.In interiorul enterocitelor are loc resinteza trigliceridelor, fosfolipidelor si esterilor colesterolului. Aceste lipide, undele mai polare iar altele complet hidrofobe, impreuna cu cantitati mici de proteina, formeaza particule lipoproteice denumite chilomicronic si lipoproteide cu densitate foarte mica.Chilomicronii, forma majora de transport a lipidelor alimentare contin : aprox 2% proteine, 86% trigliceride, 8,5% fosfolipide, 3% colesterol liber si esteri ai colesterolului.Lipoproteidele cu densitate foarte mica comparativ cu chilomicronii au un continut mai ridicat in proteine (7%) si mai scazut in lipide(93%).Chilomicronii si VLDL de la nivelul intestinului sunt absorbiti si preluati de limfa din care trec in sange prin ductul toracic, fiind distribuiti diverselor tesuturi si organe.O cantitate mica din produsii digestiei intestinale a lipidelor, si anume acizii grasi cu pana la 8-10 atomi de carbon patrund in organism prin sistemul portal hepatic.Lipidele alimentare absorbite prin peretele intestinal urmeaza 4 cai de metabolizare:-depozitate temporara in ficat-depozitare in tesutul adipos sub forma de lipide de rezerva- degradare metabolica (catabolizarea) prin care se genereaza cantitati importante de energie (ATP) necesare activitatii vitale-unele dintre lipidele absotbite au rol structural, intrand in structura anumitor formatiuni celulare17. CATABOLISMUL TRIACILGLICEROLILOR. LIPOLIZATrigliceridele- forma de depozitare a excesului caloric al organismului se gasesc in cantitati apreciabile in tesutul adipos. Energia potentiala a acilglicerolilor e cuprinsa in catenele bogate in hidrogen ale radicalilor acizilor grasi.In organism exista doua mari fluxuri plasmatice de triacilglicelori: Circulatia celor alimentari, exogeni de la intestin la tesuturi -celor sintetizati in ficat spre tesuturile extrahepaticeIn plasma, triacilglicerolii sunt incorporati in particule lipoproteice:Chilomicroni- forma de transport a trigliceridelor exogeneVLDL transporta lipoproteinele sintetizate in ficat.Sub actiunea lipazelor intracelulare, triaciglicerolii de origine exogena sau endogena sufera un proces de hidroliza. Procesul biochimic numit lipoliza are loc in citoplasma sub actiunea lipazelor tisulare.Etapele lipolizei sunt catalizate de catre enzime distincte:-triacilglicerol lipaza-diacilglicerol lipaza-monoacilglicerol lipazaHidroliza triacilglicerolilor in tesutul adipos este un proces metabolic fundamental. Enzima cheie a lipolizei e triacilglicerol lipaza adipocitara denumita si lipaza hormon sensibila.Produsii lipolizei sunt acizii grasi si glicerolul.Glicerolul difuzeaza din tesutul adipos in plasma de unde este preluat de ficat. Concetratia plasmatica e gliceerolului e un indicator al intensitatii lipolizei.Acizii grasi rezultati pot lua trei cai de metabolizare:-parte din acizii grasi eliberati sufera o degradare oxidative, rezultand importante cantitati de ATP necesare functiilor adipocitului.-alta parte din acizii grasi servesc la resinteza triacilglicerolilor care se depoziteaza in adipocite.Acest proces este dependent de prezenta glucozei in adipocite, din glucoza rezultand glicerol fosfatul necesar sintezei de triacilgliceroli.-parte din acizii grasi difuzeaza in plama, constituind fractiunea de acizi grasi liberiDin plasma, acizii grasi liberi se distribuie la tesuturile periferice, muschi scheletice, miocard, diafragm unde servesc drept surse de energie.Ficatul indeplineste un rol foarte important atat in depozitare cat si in degradarea si sinteza triacilglicerolilor, avand capacitatea de a retine in mod selectiv acizii grasi nesaturati.Hormonii care activeaza adenilatciclaza crescand concentratia AMPc sunt factori lipolitici importanti, spre exemplu catecolaminenle si glucagonul.Insulina,prostaglandine E sunt factori antilipolitici, favorizand sinteza de triacilgliceroli in tesutul adipos.18. CATABOLISMUL GLICEROLULUIGlicerolul rezultat din lipoliza se poate cataboliza pe diferite cai: Poate intra in ciclul anaerob al glicolizei transformandu-se in ac, lactic Poate intra in CK degradandu-se pana la Co2 si H20. Poate lua calea inversa glicolizei, transformandu-se in glucoza si glicogen. Poate fi ulilizat pt resinteza de gliceride tisulareGlicerolul se metabolizeaza dupa fosforilarea la alfa-glicerofosfat. Gruparea fosforil e cedata de ATP, reactia fiind catabolizata de glicerofosfokinaza.Ulterior alfa-glicerofosfatul e este oxidat la dihidroxiacetonfosfat sub actiunea enzimei alfa-glicerofosfatdehidrogenaza avand coenzima NAD+.19.CATABOLISMUL ACIZILOR GRASI.DEGRADAREA ACIZILOR GRASI PE CALEA B OXIDARIIAcizii grasi care participa la structura lipidelor se caracterizeaza prin structuri liniare, saturate sau nesaturate, alc dintr-un nr par de atomi de C, de ex: ac. Palmitic C16,ac. Stearic C18 cu catena saturata si ac. Oleic C18 cu catena nesaturata cu o singura legatura dubla.Pe langa acesti acizi grasi superiori, in circuitul metabolic la organismele animale se afla in cantitati mici si acizi inferiori. Catena acizilor grasi inferiori e liniara sau ramificat cu nr par sau impar de atomi de C. Mai importanti sunt ac. Acetic, butiric. Acesti acizi carboxilici provin mai ales din catabolismul glucidelor si protidelor.Acizii grasi din organismele animale sunt degradati oxidativ pana la CO2 si H2o punand totodata in libertate o mare cantitate de energie. Calea principala de degradare a ac. Grasi este B-oxidarea care are loc in mitocondrii si in peroxizomi.In procesul de catabolizare a ac. Grasi se cunosc si alte cai, care se petrec la nivelul ribozomilor, cum sunt alfa-oxidare si w-oxidarea.B-oxidarea acizilor grasiAcizii grasi se catabolizeaza cu generare de energie in principal prin procesul denumit Boxidare.Aceasta reprezinta o succesiune de reactii enzimatice prin care un acid gras e degradat succesiv prin ruperea a cate 2 atomi de C sub forma de Ch3-Co~S-coA. Prin acest proces, lantul lung al acizilor grasi e degradat la CH3-Co~S-coa care intra ulterior in C K si se catabolizeaza total la Co2 si H20 cu eliberare de ATP.B-oxidarea reprezinta ruperea fragmentelor de cate 2 atomi de C la nivelul atomilor de C din pozitia B, in raport cu gruparea COOH.ETAPELE B OXIDARIIIn toate procesele metabolice, fie de degradare, fie de biosinteza, acizii grasi participa ca esteri ai coenzimei A, acil-CoA sau R-Co~S-coA. Activarea are loc in citosol( de pe fata citosolica a mitocondriilor) si e catalizata de sintetaze denumite tiokinaze. Derivatii acil-CoA sunt compusi macroergici. Activarea acizilor grasi necesita atat o sursa de energie, ATP sau GTP, cat si coenzima A libera, fiind dependenta de concentratia intracelulara a coenzimei A.1.Activarea si patrunderea in mitocondrii a ac. GrasAre loc esterificarea ac. Gras existent in citoplasma extramitocondriala din hidroliza triacilgllicerolilor sau prin sinteza endogena cu HS-CoA pe seama energiei furnizate de ATP. Reactia e catalizata de tiokinaze specifice pt o anumita categorie de ac. Grasi localizate in membrana extramitocondriala.Reactia de activare a acizilor grasi are loc in citoplasma si consuma energie.2) Reactiile B oxidariiReactiile B oxidarii formeaza un ciclu dintr-o succesiune de 4 reactii : dehidrogenare, hidratare, dehidrogenare, scindare.a) Formarea ac. Gras nesaturat activat(dehidrogenare)Acil~CoA rezultat in procesul de activare e oxidat sub actiunea unei acil~CoA dehidrogenaze ce are FAD ca si coenzima si un metal, precum Fe sau Cu. Exista 4 acil- dehidrogenaze, fiecare dintre ele fiind specifica pt o categorie de ac. Grasi cu catena de lungime determinata. Oxidarea rae loc la nivelul atomilor de carbon alfa si beta respectiv in pozitiile 2 si 3.FADH2 cedeaza lantului respirator atomii de hidrogen proveniti de la substrat.Acidul gras format e sub forma de izomer trans, in timp ce majoritatea ac. Grasi nesaturati naturali au conformatie cis.b) Formarea unui B-hidroxiacil gras~CoA (hidratare)Derivatul nesaturat format in etapa anterioara sufera un proces de hidratare la nivelul legaturii cu formarea derivatului B-hidroxilat. Reactia e catalizata de enoilhidrataza.c) Formarea unui B-cetoacil gras~coA (dehidrogenare)B-hidroxiacil gras~CoA rezultat din reactia anterioara e oxidat cu formare de B-cetoacil gras~CoA . Reactia e catalizata de o L-B-hidroxiacil-CoA dehidrogenaza, care are NAD+ ca coenzima. NADH+H+ format in procesul de dehidrogenare intra in lantul respirator.d) Scindarea B-cetoacil gras~CoA cu eliberare de CH3-CO~S-CoA si scurtarea lantului ac. Gras activat cu 2 atomi de carbon.Ultima reactie a secventei de B-oxidare a ac. Grasi o constituie scindarea B-cetoacil gras~CoA cu participarea unei molecule de HS-CoA, intr-o molecula de CH3-Co~S-CoA si o molecula de acil gras~CoA in care radicalul acil e cu 2 atomi de C mai scurt ca cel de la care am pornit. Reactia e catalizata de o B-cetoacilriolaza si se numeste tioliza.Ca rezultat al succesiunii celor patru reactii ale Boxidarii se formeaza acetil-CoA care poate intra in CK, transformandu-se in Co2 si H2o.3)SPIRALA LYNENCiclul reactiilor pana la scindare intr-un acid gras activat cu 2 atomi de C mai putin decat cel de plecare si acetil~CoA a fost schematizat de LYNEN intr-o spirala.-Acidul gras acrivat cu 2 atomi mai putin reia cele 4 reactii din B oxidare scurtandu-se succesiv, asctfel incat ac. Gras e degradat final la Ch3-Co~S-coA. Se elibereaza ATPO tura a spiralei lynen= 4 reactii ale Boxidarii ac grasi: dehidrogenare, hidratare, dehidrogenare, scindare.

20. BILANTUL ENERGETIC AL B OXIDARII AC GRASI SATURATICatabolizarea ac. Grasi prin Boxidare duce la eliberarea de energie care e inmagazinata in molecule de ATP.Bilantul se calculeaza astfel : ex pt ac palmitic:Numarul de ture din care se compune spira Lynen =1/2 -1 din numarul at de C al ac grasNr ture=n(C)/2 -1Ac palmitic: n(C)=16 nr ture =7In fiecare tura rezulta:1NADH+H+=3 ATP1 FADH2=2ATPTotal:5 ATP/tura7 turex5 atp=35 atp2) Moleculele de Ch3-Co~S-CoA rezultate prin Boxidare intra in CK cuplat cu lantul respirator, unde se degradeaza la Co2 si h2o.Numarul de molecule de Ch3-Co~S-CoA rezultati din spirala Lynen =1/2 nr atomi (C)Pt acid palmitic: n(C)=16 8 moli.3 NADH+h+= 9 ATP1 FADH2=2 ATP1 GTP=1 ATPTotal 12 ATP/1 mol Ch3-co~S-coA8 moli x12 ATP= 96 ATP/ spirala Lynen3) Activarea ac. Palmitic prin cularea sa cu Hs-CoA si formarea de palmitil~S-CoA, consuma 1 mol de ATP.Adunand moleculele de atp de la 1 si 2 ,scadem 1 atp pt consum de energie = 130 moli de atp la catabolizarea unui mol de ac. Palmitic pe calea B oxidarii pana la Co2 si H2o.21. B-OXIDAREA ACIZILOR GRASI NESATURATICatabolizarea acizilor grasi nesaturati incepe, ca si in cazul ac. Grasi saturati prin activarea lor si formarea de acil~S-CoA pana la scurtarea catenei, cand gruparea Co~S-CoA ajunge sa se afle in vecinatatea dublei legaturi. In acest moment se produce o izomerizare a formei cis in trans, cu deplasarea dublei legaturi din B,Y in A,B si apoi in hidratatea dublei legaturi C=C existente, care din nou, urmeaza calea B oxidarii.In privinta bilantului energetic, e apropiat celui acizilor grasi saturati, cu deosebirea ca la cei nesaturati exista legatura dubla C=C si nu se consuma un mol de FAD.22.METABOLISMU ACETIL-CoADin B-oxidarea acizilor grasi rezulta importante cantitati de CH3-CO~S-CoA, care in celula se adauga celor rezultate din metabolismul glucidic sau al aminoacizilor. Astfel, rezulta un fond metabolic de acetil-CoA care poate lua cai diferite de transformare in functie de necesitatile de moment ale organismului.Astfel, Ch3-co~S-CoA e precursorul metabolic primar al unui numar mare de compusi de importanta biologica majora, participand la:-sinteza ac. Citric in CK-Sinteza acizi grasi.-sinteza colesterol si compusi steroizi-sinteza fosfatidelr-sinteza porfirine, hem-sinteza acetil-derivati-sinteza corpi cetonici care e o cale patologica de transformare a acetil-CoA, cele anterioare fiind fiziologice.23. FORMAREA CORPILOR CETONICI. CETOGENEZA.]In diabet sau inanitie, oxidarea acetil-CoA prin CK e scazut dar si sinteza ac. Grasi. Asa, se acumuleaza acetil CoA care se transforma in acetoacil-CoA si apoi in B-hidroxi-B-metilglutaril-CoA. O parte din acetoacetil-CoA e transformat in ac. Mevalonic care conduce la sinteza de colesterol;. cea mai mare parte este transformata in corpi cetonici.Ficatul sintetizeaza 200-300 mg corpi cetonici fiind metabolizati in tesuturile extrahepatice, rinichi, creieri si reprezinta surse de energie pt miocard, m. Scheletici, rinichi, creier.Cetogeneza e procesul biochimic fiziologic de formare a corpilor cetonici care rezulta din B-oxidarea ac. Grasi. Corpii cetonici nu sunt simpli produsi de oxidare incompleta a ac.grasi, ci produsi rezultati din condensarea ulterioara a acetil~coA.Corpii cetonici sunt reprezentati de: ac. Acetilacetic, acetona, acid. B hidroxilbutiric.Corpii cetonici ajunsi in ficat sunt degradati rapid pana la Co2 si H2o si utilizati ca sursa de energie de t. Extrahepatice, si numai o parte e eliminata pulmonar(acetona_ si urinar Cetonuria. Prin cetogeneza, creierul devine apt sa utilizeze energogen, rezervele lipidice ale organismului.Daca productia hepatica de corpi cetonici depasseste capacitatea de metabolizare a t. Extrahepatice, ca in diabet si inanitie, corpii cetonici produsi peste cantitatile normale devin substante toxice.Cresterea concentratiei corpilor cetonici in organism determina starea patologica cetoza manifestata prin:-cetonemie-cetonurie-miros de acetona a aerului expirat-acidoza-scaderea rezervei alcaline a sangelui.Cauze cetozei:-insuficienta aport alimentar de glucide-utilizare excesiva alipidelor si proteinelor endogene in scopul compensarii lipsei de glucide-diabet zaharat, inainitie-stare de acidoza-vomismentele asociate cu saricna-stari febrile-frecventa si la femeile care alapteaza.

24. CATABOLISMUL STERIDELOR. CERIDELORSteridele sunt esteri ai sterolilor cu ac. Grasi. Colesterolul fiind sterolul tesuturilor animale, steridele sunt esteri ai colesterolului cu ac. GrasiIn tesuturi, in special in ficat are loc un catabolism intens al steridelor. Esterii ccolesterolului sub actiunea colesterolesterazelor tisulare sunt hidrolizat in cele doua componente : colesterol si ac. Gras.Catabolizarea ceridelor consta in hidroliza, apoi in degradarea ac. Grasi si a alcoolilor superiori pe bazza Boxidarii. Intrucat lipidele simple sunt putin raspandite, catabolismul si anabolimul lor nu sunt elucidate.

25.CATABOLISM COLESTEROLIn stare libera sau sub forma de esteri, colesterolul participa la edificarea structurilor lipoproteice celulare si a lipoproteinelor solubile din plasma.Creierul si substanta alba sunt bogate in colesterol. In substanta alba se afla doar colesterol liber.Continutul in colesterol al creierului si al nervilor creste in perioada de mielinizare dupa care ramana aproape constant. Colesterolul din substanta nervoasa are o mare stabilitate metabolica, nu se reinnoieste prin degradare sau biosinteza,, nu se schimba cu colesterolul din celelalte compartimente ale organismului.-dupa sistemul nervos, ficatul e al 2 lea tesut care contine mult colesterol si are o activiate metbolica intensa-cortextul suprarenalelor cuprinde cea mai mare cantitate de colesterol raportata la gram de tesut, aceste glande fiind sediul unei sinteze active de hormoni steroidici.-lipoproteinele plasmatice cuprind colesterol liber sau esterificat. Lipoproteinele sunt modul de transport al colesterolului in circulatia sa in diverse compartimente: ficat, intestin, t. extrahepatice.- Catabolizarea lui constituie pc de plecare pt obtinerea unei serii dde compusi utili pt organismaa)vit D3(colecalciferol)b)hormoni corticosuprarenalic)hormoni sexualid) ac. BiliariNumai sterolii fecali care se formeaza sub actiunea bacteriilor intestinale si care sunt eliminati zilnic prin fecale pot fi considerati produsi de excretie ai colesterolului. Calea principala de excretie a colesterolului e bila care cuprinde colesterol liber si acizi biliari. O cale auxiliara de pierdere de colesterol e descuamare pielii si a epiteliului intestinal.BIOSINTEZA COLESTEROLULUI|Cea mai mare parte din colesterolul existent in organismul uman provine dintr-un mecanism de biosinteza endogena si nu din steridele alimentare exogene. Toate tesuturile sunt dotate cu echipament enzimatic necesar sintezei de colesterol.Substanta nervoasa e sediul unei sinteze active de colesterol numai in timpul mielinizarii nervilor, colesterolul din creier si nervi fiind metabolic inert.-Cortexul suprarenal si gl sexuale sintetizeaza colesterol care e utilzat mai departe pt sinteza de hormoni corticosteroizi si sexuali.-Ficatul e prinicpalul furnizor de colesterol pt tesuturile extrahepatice si e locul de tranzit al colesterolului in ce priveste excretia.- in mucoasa intestinala are loc o biosinteza activa de colesterol. Colesterolul rezultat prin descuamarea epiteliului intestinal e reabsorbit.Procesul de biosinteza are loc in compartimentul citoplasmatic extramitocondrial, iar cele mai multe dintre enzime care intervin in acest proces sunt localizate in reticului endoplasmatic.Sinteza colesterolului are loc pe baza acetatului activat, existent in fondul metabolic intracelular, cantitatile de Ch3-Co~S-CoA fiind furnizate de B-oxidarea ac.Etape: Transformarea acetatului activ in acid mevalonic Transformarea ac mevalonic in squalen Transofrmare squalen in colesterolCantitatea de colesterol sintetizata zilnic de organism e de 1,5-2 g, iar aportul exogen e de 0,3-1 g / zi

26.CATABOLISMUL GLICEROFOSFOLIPIDELORIn celule si tesuturi au loc, procese de degradare a glicerofosfolipidelor, dar si de biosinteza. Fosfolipidele, se afla in stare dinamica, fiind degradate si resintetizate continuu. Fosfolipidele din Reticulul endoplasmatic al hepatocitului au un timp de injumatatire mediu de numai cateva zile, radicalii acil fiind reinnoiti mult mai repede decat glicerolul. Mai mult decat atat, viata biologica medie a fosfolipidelor e mai scurta decat a proteinelor membranare. Reinnoirea rapida a fosfolipidelor, in particular a radicalilor acil, se explica prin degradarea oxidativa a radicalilor de acizi grasi nesaturati si prin sensibilitatea catenelor nesaturate ale ac grasi la peroxidare.Prima etapa este hidroliza sub actiunea fosfolipazelor, fiecare legatura esterifca avand enzima sa specifica.Degradarea unei glicerofosfolipide, precum lecitina, are loc sub actiunea fosfolipazei A, care scindeaza gruparea acil nesaturat din pozitia C2, ceea ce duce la formarea unei lizolecitine. Asupra aceasteia actioneaza o lizofosfolipaza care elibereaza si restul de acil saturat din pozitia C1, concomitent cu glierilfosforilcolina.Asupra glicerilfosforilcolinei actioneaza o fosfodiesteraza care elibereaza radicalul de colina si o molecula de ac glicerofosforic. Prin actiunea unor enzime, lecitinele sunt hidrolizate la ac.grasi, glicerol, fosforilcolina.Catabolismul se produce cu o mare intensitate in ficat si intestin.Componentele rezultate in urma proceslului de hidroliza sunt folosite in procesul de innoire al acestora sau sunt degradate mai departe.Componenta azotata are metabolismul sau propriu.Unele enzime ale glicerosfolipidelor intervin in transferul de radical acil. Asttfel sub actiunea LCAT, de la lecitina se poate transfera radicalul de ac. Gras pe o molecula de colesterol.27.CATABOLISMUL SFINGOLIPIDELOR

Catabolismul sfingolipidelor nu e complet elucidat. Nu se cunosc inca toate enzimele implicate in catabolismul lor, dar se presupune ca aceleasi enzime care hidrolizeaza fosfolipidele pot interveni si in scindarea hidrolitica a sfingolipidelor.Catabolizarea sfingolipidelor se efectueaza mai ales in lizozomi sub actiunea hidrolazelor precum: fosfolipaze,B si alfa-galactozidaze, B-glucozidaze, B-hexozaminidaze.Astfel, prin hidroliza sfingomielinelor sub actiunea fosfolipazei A se formeaza o lizosfingolipida, iar sub actiunea fosfolipazei C rezulta o ceramida si o fsforilcolina.28.BIOSINTEZA ACIZILOR GRASIBiosinteza ac grasi se realizeaza cu mare intensitate. Celula vie e capabila sa resintetizeze acizii grasi superiori pornind fie de la ac. Grasi inferiori proveniti din lipide, fie de la ac. Acetic sau de la alti acizi organici inferiori aflati in circuitul metabolic. Aciziigrasi inferiori, precumm ac. Acetic, butiric provin din catabolismul glucidelor dar si din cel al lipidelor si proteidelor.Sediul biosintezei ac grasi il constituie ficatul, t. Adipos, gl. Mamara, intestinul, plamanul.Biosinteza ac. Grasi se realizeaza in citoplasma si mitocondrii:1. calea malonic-CoA sau citoplasmatica sau de novo2. calea B elongatiei sau mitocondriala.Precursorul acestor biosinteze este Ch3-Co~S-CoA care provine in mare masura din glucide. Cantitatea de acetil-CoA, in general, depaseste necesarul energetic, iar surplusul de acetil-CoA nu se mai degradeaza in CK la CO2 si H2o, ci e utilizat la biosinteza ac. Grasi superiori, care se depoziteaza in celulele t. Adipos sub forma de acilgliceroli.1. Calea malonil-CoA. Biosinteza de novoAcest proces presupune carboxilarea CH3-Co~S-CoA cu Co2 activ, proces catalizat de biotinenzima cu formare de malonil-CoA la care se fixeaza o noua molecula de Ch3-Co~S-CoA. Procesul are loc in citoplasma.29.BIOSINTEZA ACIZILOR GRASI PE CALE MITOCONDRIALA.BIOSINTEZA ACIZILOR GRASI PE CALEA B-ELONGATIEIIn citoplasma, prin intermediul complexului acid gras-sintetaza are loc biosinteza ac. Palmitic.Ac. Palmitic sau acizii grasi cu 12 pana la 16 atomi de carbon isi pot lungi molecula printr-o sinteza intramitocondriala.In biosinteza intramitocondriala alungirea catenei acidului gras se face cu participarea acetil-CoA si nu a malonil-CoA, iar etapele procesului reprezinta de fapt o inversare a procesului de B-oxidare, cu diferenta ca reducerea se face in ambele etape oxdireducatoare de catre NADPH+H+.Prin B-elongatie, biosinteza ac. Grasi se realizeaza prin adaugarea la un acid gras preexisntent in mitocondrii cu 8 sau mai multi atomi de C, a cate 2 atomi de C sub forma de CH3-Co~S-CoA.

30.BIOSINTEZATRIACIL GLICEROLILOR (LIPOGENEZA)Biosinteza triacilglicerolilor se produce mai intes in ficat, t. Adipos, rinichi, plamani. In cazul in care biosinteza a avut loc in ficat, trigliceridele trec treptat in sange sub forma de lipoproteide si sunt transportate la diferite tesuturi din organism.Lipogeneza din t. Adipos e stimulata de o concetratie marita de glucoza in sange. Din acest motiv, o alimentatie bogata in glucide contribuie la formarea si depozitarea grasimilor.Lipogeneza are loc in citoplasma cu intensitate redusa, si in microzomi, cu intensitate mare.Biosinteza triacilglicerolilor are loc pe 2 cai:a) calea glicero fosfatului.Pe aceasta cale, biosinteza triacilglicerolilor se bazeaza pe reactia dintre glicerol si acizii grasi in forma lor activa, respectiv intre glicerol-3-fosfat si acil gras-CoA.Cantitati importante de acil gras-CoA rezulta fie direct din procesele de biosinteza, elongatie, desaturare a ac. Grasi, fie din procesele de activare a ac.grasi liberi, cu participarea ca ATP ca donator de energie si HS-CoA ca acceptor de grupari acil.R-COOH+ATP+HS-CoA R-CO~S-CoA+AMP+PpiGlicerol-3-fosfatul provine in cantitate apreciabila din metabolismul glucozei, care in cursul degradarii glicolitice se transforma in intermediarul dihidroxiacetonfosfatu. Acesta e redus sub actiunea glicerofosfatdehidrogenazei care are drept coezima NADH+H+.b) CALEA MONOGLICEROLULUI:In cursul absorbieti triacilglicerolilor sub forma de monogliceride, in peretele intestinal la nivel microzomial are loc un proces de resinteza a trigliceridelor, sub actiunea unei transacilaze, la care participa monogliceridele si acil-CoA in prezenta de ATP si Mg2+.Etapele de biosinteza pana la ac. Fosfatidic sunt comune si pt sinteza de glicerofosfolipide.Ficatul dispune de o capacitate mare de sinteza a trigliceridelor.In ficat, glicerol fosfatul se poate obtine atat din glucoza cat si prin activarea glicerolului captat din plasm. Enzima glicerolkinaza e deosebit de activa in hepatocite.31. BIOSINTEZA STERIDELOR SI A CERIDELORIn tesuturile organismelor superioare, colesterolul se gaseste mai ales sub forma esterificata, la grupare OH din C3.Esterificarea acestuia are loc in peretele intestinal,in ficat si in alte tesuturi, dar ficatul, reprezinta sursa principala de colesterol liber si essterificat.Principale sedii de biosinteza a steridelor sunt : ficat, intestin, pancreas, cortex suprarenal.Esterificare colesterol :Colesterol+acil gras-CoA colesterida+Hs-CoAReactia e catalizata de o acil-CoA-colesterol-transferaza.In plasma are loc inca o sinteza a esterilor colesterolului pe baza mecanismului:Colesterol+lecitinacolesterol esterificat+lizolecitinaReactia e catalizata de o lecitin-colesterolacil-transferaza(LCAT) si are loc pe seama colesterolului liber eliberat in plasma dupa sintetizarea lui in ficat.BIOSINTEZA CERIDELORR1-COOH+R2-CH2OH R1-CO-O-R2+H20Eterificarea acizilor grasi cu alcooli superiori in formarea ceridelor se poate realiza pe 3 cai:1. Transferul unui radical de acil gras de pe o fosfolipida pe un alcool superior2. Esterificarea sub actiunea unei estraze obisnuite3. Esterificarea in prezenta unei acil-CoA-transferaze.32. BIOSINTEZA GLICEROFOSFOLIPIDELOR. BIOSINTEZA SFINGOLIPIDELOR

Glicerofosfolipidele sunt constituenti esentiali ai tuturor tesuturilor si organitelor celulare; detin un rol structural important, functional si energetic.Biosinteza lor se realizeaza la nivelul tuturor tesuturilor, ficat insa poate ddetine capacitatea cea mai mare de biosinteza. Ficatul e si singurul organ care transmite plasmei sanguine glicerofosfolipidele sintetizate si care face si degradarea celor plasmatice.Pt biosinteza acestor lipide sunt estentiali: acizi grasi, glicerol, serina, colamina, colina, inozitol si ac. FosforicBIOSINTEZA SFINGOLIPIDELORFormarea sfingolipidelor in organism are loc din sfingozina si acizi grasi activati. Precursorii sfingozinei sunt ac. Palmitic si serina.In molecula tuturor sfingolipidelor, gruparea aminica a sfingozinei e acilata cu un acid gras superior cu 24 atomi de C, de obicei ac. Lignoceric. Acilarea se face prin intermediul acil gras-CoA, iar N-acil sfingozinele se mai numesc si ceramide.Daca ceramida reactioneaza cu UDP-galactoza sau UDP-glucoza cerebrozide.

33. Digestia proteinelor

Proteinele, asemanator glucidelor si lipidelor hidrolizabile, nu sunt absorbite la nivelul intestinului.Prin hidroliza totala proeteinele elibereaza aminoacizi care se absorb.Proteinele ingerate pe cale alimentara prin digestie in stomac, dar, mai ales, in intestinul subtire sufera un proces de pierdere a specificitatii lor. Din aminoacizii rezultati ca produsi finali ai digestiei enzimatice a proteinelor si respectiv prin absorbtia acestora, organismul isi sintetizeaza proteinele proprii care sunt specifice atat in functie de specie cat si in functie de organ.Digestia proteinelor alimentare se face sub actiunea conjugata si progresiva a enzimelor din clasa hidrolaze, denumite generic peptidhidrolaze, proteaze sau enzime proteolitice, din sucurile gastric, pancreatic si intestinal. Desi toate aceste enzime catalizeaza hidroliza legaturilor peptidice, intre ele exista diferente de specificitate. Se distrug endopeptidaze ( pepsina, chimozina, tripsina, chimotripsina) care asigura scindarea numai a legaturilor peptidice din interiorul lanturilor si exopeptidaze (carboxipeptidaze, aminopeptidaze si dipeptidaze) care scindeaza numai legaturile formate din aminoacizii de la capetele catenei polipeptidice sau oligopeptidice.

a) StomacIntrucat saliva nu contine enzime proteolitice, digestia proteinelor incepe la nivelul stomacului sub actiunea peptidazelor din sucul gastric si se desfasoara la PH foarte acid (1,5-2,5).In stomac se afla peptidazele: pepsina si chimozina, care fiind endopeptidaze, scindeaza hidrolitic proteinele la albumoze si peptone ( proteine denaturate usor atacabile de catre tripsina si chimotripsina) si polipeptide, asupra carora vor actiona exopeptidazele din intestin.

1. PepsinaPepsina are rolul de a denatura proteinele alimentare.Pepsinogenul este produs de celulele "principale" ale mucoasei gastrice . Odata secretat in stomac, pepsinogenul inactiv este rapid transformat in pepsina activa sub actiunea HCl si autocatalitic de catre pepsina rezultata. Activarea consta in indepartarea unui fragment polipeptidic cu rol inhibitor.Prezenta in sucul gastric, pepsina actioneaza la PH= 1,5-2,5 cu PH optim de actiune= 2,0.Pepsina nu hidrolizeaza keratinele, fapt pentru care aceste proteine trec netransformate prin tubul digestiv si sunt eliminate ca atare prin fecale.

2. GastricsinaGastricsina, numita si pepsina C, se formeaza alaturi de pepsina prin activarea intr-un alt mod a pepsinogenului.

3. ChimozinaChimozina (renina sau labfermentul) este o endipeptidaza prezenta numai in sucul gastric al sugarilor, producand coagularea laptelui.

b) IntestinSucul pancreatic, care este secretat in intestinul subtire, contine tripsinogen, chimotripsinogen, proelastaza si procarboxipeptidaze A si B.1. Tripsinatripsinogenul biosintetizat in pancreasul exocrin si secretat in intestinul subtire este transformat in tripsina, prin indepartarea de capatul N-terminal, unui hexapeptid cu rol inhibitor.2. ChimotripsinaChimotripsinogenul biosintetizat in pancreasul exocrin si secretat in intestinu subtire, este transformat in chimotripsina prin detasarea succesiva din molecula sa a doua dipeptide cu rol inhibitor, proces care are loc sub actiunea tripsinei si chimotripsinei deja existente.3. ElastazaElastaza, care asigura hidroliza specifica a unor legaturi din elastina, se obtine din proelastaza sub actiunea catalitica a tripsinei.4. Carboxipeptidaze.Aminopeptidaze.DipeptidazeCarboxipeptidazele sunt secretate, prin sucul pancreatic, in intestin sub forma inactiva de procarboxipeptidaze A si B. Sub actiunea tripsinei, sunt convertite in formele enzimatice active prin eliberarea de peptide cu efect inhibitor.c) Intestinul grosIn intestinul gros ajung proeteinele nedigerate.Putrefactia realizata de catre microorganisme se produce atat asupra proteinelor, peptidelor si aminoacizilor de provenienta alimentara, cat si asupra acelora provenite din secretiile digestive, din celulele epiteliale descuamate si chiar din microorganisme.Prin actiunea conjugata, progresiva si cooperanta a enzimelor proteolitice rezulta, in final, aminoacizii. Aminoacizii reprezinta forma prin care proteinele ingerate sunt absorbite prin peretele intestinului.

34. Digestia nucleoproteidelorSub actiunea enzimelor proteolitice, indeosebi tripsina si pepsina, nucleoproteidele alimentare se scindeaza punand in libertate proteinele si acizii nucleici constituitivi.Proteinele urmeaza calea obisnuita de digestie.Asupra acizilor nucleici actioneaza actioneaza intr-o prima etapa nucleazele pancreatice: ribonucleaza si dezoxiribonucleaza. Enzime de acest fel pot actiona ca endonucleaze sau ca exonucleaza, scindand legaturile fosfodiesterice in interiorul catenei polinucleotidice sau la extremitati.In umra actiunii nucleazelor, acizii nucleici se scindeaza in oligonucleotide sau in mononucleotide constitutive.Asupra mononucleotidelor actioneaza fosfataze specifice, nucleotidaze care elibereaza acidul fosforic si nucleozidele.Nucleozidazele intestinale actioneaza asupra nucleozidelor, punand in libertate bazele azotate purinice sau pirimidinice si pentozele corespunzatoare( riboza si dezoxiriboza).

Absorbtia protidelora) Absorbtia proteinelorProteinele se absorb numai sub forma de aminoacizi si oligopeptide.Absorbtia aminoacizilor are loc la nivelul intestinului subtire. Dupa absorbtie, aminoacizii sunt preluati, in forma libera, de sangele portal care ii transporta la ficat. Ficatul utilizeaza o buna parte din aminoacizi pentru sinteza proteinelor proprii si a proteinelor serice. Restul de aminoacizi este distribuit, prin circulatia sistematica, la celelalte tesuturi si organe care isi sintetizeaza proteinele specifice de organ.Nou nascutii prezinta o permeabilitate mai mare a peretelui intestinal, in sensul ca, pe langa aminoacizi, pot fi absorbite si IG(imunoglobuline). IG constituie anticorpi care sunt secretati in laptele matern si prin absorbtia lor prin peretele intestinal confera organismului nou nascut o anumita capacitate de aparare fata de diferiti agenti patogeni.In organism, in toate tesuturile exista un "fond metabolic", "pool" de aminoacizi atat exogeni cat si endogeni de unde sunt dirijati spre degradare sau biosinteza, in functie de necesitatile organismului.Cantitatea de aminoacizi liberi existenta la un moment dat in organism constituie fondul de aminoacizi al acelui organism.Din acest "fond metabolic" de aminoacizi, organismul isi sintetizeaza proteinele sale proprii( proteine specifice-specifice si organo-specifice). Pe de alta parte, diversi aminoacizi sunt utilizati in gluconeogeneza, sinteza de lipide si alti compusi cu importanta biologica.34. Absorbtia nucleoproteidelorNucleotidele si nucleozidele se absorb prin peretele intestinal.Bazele azotate purinice si pirimidinice sunt substante foarte greu solubile si nu sunt absorbite prin peretele intestinal. In consecinta, pentru ca la nivelul fiecarei celule, organismul sa-si sintetizeze acizii nucleici necesari este nevoie ca bazele azotate purinice si pirimidinice sa fie sintetizate din alti compusi.In consecinta:- bazele azotate purinice si pirimidinice sunt de origina exclusiv endogena.- pentozele, riboza si dezoxiriboza, sunt de origina exclusiv exogena.In tesuturi, acizii nucleici pot fi degradati intr-un mod similar degradarii gastrointestinale pana la stadiul de nucleozide. Nucleozidele sunt scindate in continuare de enzime specifice. S-a pus in evidenta o nucleozidaza specifica pentru nucleozidele pirimidinice, care sunt scindate hidrolitic in bazele azotate pirimidinice corespunzatoare si riboza sau dezoxiriboza. S-a mai pus in evidenta o nucleozidaza specifica pentru nucleozidele purinice, pe care le scindeaza fosforolitic in baze azotate purinice respective si pentozo-1-fosfat.35. Caile comune de degradare a aminoacizilor36.a) DezaminareaDezaminarea este procesul enzimatic prin care aminoacizii pierd gruparea amino (-NH2) de la carbonul din pozitia Alfa sub forma de amoniac.In majoritatea cazurilor, prima etapa in catabolizarea aminoacizilor o constituie dezaminarea.Dezaminarea poate avea mecanisme variate fiind de mai multe tipuri:1. Dezaminarea oxidativaPrin procesul de dezaminare oxidativa, aminoacizii sunt transformati in Alfa-cetoacizi. Unii Alfa-cetoacizi se formeaza in Ciclul Krebs si stabilesc corelatii metabolice intre lipide, glucide si protide.In organism, in special in ficat si in rinichi, se produce o dezaminare directa a aminoacizilor, sub actiunea L-aminoacidoxidazelor care au drept coenzima FMN si a D-aminoacidoxidazelor care au drept coenzima FAD.( Intrucat aminoacizii naturali fac parte din seria L si nu D, importanta biologica a D-aminoacidoxidazei este limitata).Iminoacizii rezultati, formeaza cu apa amoniac si Alfa-cetoacizi.Coenzimele reduse(FMNH2 si FADH2) cedeaza hidrogenul captat direct oxigenului molecular, reoxidanduse si formand apa oxigenata.Sub actiunea catalazei, apa oxigenata se descompune in apa si oxigen molecular.Alfa-cetoacizii formati in cursul dezaminarilor oxidative ale aminoacizilor urmeaza mai multe cai de metabolizare:- pot participa la procese de transaminare, la sinteza altor acizi neesentiali- Alfa-cetoacidul format poate suferi o aminare directa, ceea ce reprezinta de fapt o sinteza de aminoacizi neesentiali. Reactia de aminare se produce sub actiunea unor enzime specifice. Astfel, acidul glioxilic, sub actiunea glicocoldehidrogenazei, sufera un proces de aminare oxidativa cu formare de glicocol; acidul piruvic, sub actiunea alanindehidrogenazei se transforma in alanina; iar acidul oxalilacetic, sub actiunea aspartatdehidrogenazei trece in acid aspartic- pot intra in Ciclul Krebs unde se catabolizeaza la CO2 si H2O- se pot transforma in glucide, atunci cand Alfa-cetoacidul format provine de la un aminoacid glucoformator; aceasta cale de metabolizare a Alfa-cetoacizilor reprezinta, de fapt, un proces de biosinteza a glucidelor din proteine( gluconeogeneza), fiind sub dependenta hormonilor corticosuprarenali ( aglucocorticosteroizilor).- se pot transforma in corpi cetonici, atunci cand Alfa-cetoacidul provine dintr-un aminoacid cetoformator sau cetogen.Exceptie de la regula face acidul glutamic care prin dezaminare oxidativa, se transforma prin dehidrogenare in acid iminoglutaric, reactia fiind catalizata de glutamatdehidrogenaza(GLDH).In aceasta reactie reversibila poate functiona in calitate de coenzima atat NAD+ cat si NADP+. Astfel:- in procesul de dezaminare oxidativa coenzima este NAD+- in procesul invers, de biosinteza a aminoacizilor, coenzima este NADPH+H+.Acidul iminoglutaric format, reactioneaza spontan cu apa rezultand acid Alfa-cetoglutaric si amoniac.Acidul Alfa-cetoglutaric rezultat poate functiona drept acceptor de grupari -NH2, in procesele de transaminare, ceea ce face ca acidul glutamic sa aiba un rol central in metabolismul aminoacizilor, intrucat este singurul aminoacid pentru care exista o dehidrogenaza specifica (GLDH) si foarte activa.Prin oxidarea in lantul respirator a NADH+H+, care se formeaza in cursul dezaminarii oxidative, se produce energie care se adauga la cea eliberata prin oxidarea catenelor de carbon ale aminoacizilor in cazul degradarii complete ale acestora.

2.Dezaminarea hidroliticaPrin dezaminarea hidrolitica se elibereaza amoniacul si se formeaza un hidroxiacid.3. Dezaminarea reductivaPrin dezaminare redcutiva rezulta amoniac si un acid carboxilic.Acest tip de dezaminare reductiva se petrece cu aditionare de hidrogen la nivelul intestinului gros sub actiunea bacteriilor din colon, fiind mai rar intalnita la animale si om, dar frecventa la bacterii.4. Dezaminarea intramolecularaAre loc cu pierdere de amoniac, fara participarea apei, a oxigenului sau a hidrogenului. Astfel, din acid aspartic se formeaza acid fumaric.37.b) DecarboxilareaEste procesul enzimatic de degradare a aminoacizilor prin pierdere ce CO2. Prin aceasta reactie, sub actiunea aminoaciddecarboxilazelor a caror coenzima este piridoxalfosfatul, rezulta amine biogene.Decarboxilarea aminoacizilor nu are loc pe scara foarte larga. De fapt aceasta constituie mai putin o cale de degradare a aminoacizilor, ci mai mult o cale de biosinteza a unor amine cu actiune biologica marcata denumite si "amine biogene". Unele dintre ele sunt toxice, insa altele manifesta roluri importante in organism, exercitand actiuni farmacodinamice diferite sau constituind precursori ai unor coenzime, vitamine si exercitand actiuni de "hormoni tisulari" localiAminoaciddecarboxilazele sunt raspindite si la bacterii, ceea ce explica prezenta aminelor biogene in continutul intestinal. Diaminele biogene care provin din aminoacizii diaminomonocarboxilici( putresceina, cadaverina si agmantina) au un caracter bazic si sunt foarte toxice constituind cauza tulburarilor provocate de o putrefactie intestinala excesiva.38.c) TransaminareaEste procesul enzimatic fundamental in metabolismul aminoacizilor, proces prin care se transfera gruparile -NH2 de pe un aminoacid pe un Alfa-cetoacid cu formarea unui nou aminoacid si un alt Alfa-cetoacid corespunzator. Enzimele care catalizeaza aceasta reactie de transaminare se numesc transaminaze (aminotransferaze) si au drept coenzima, derivatul fosforilat al vitaminei B6, piridoxalfosfatul, mecanismul de actiune al acestei coenzime implicand transformarea reversibila de tip "ping-pong".Varietatea reactiilor de transaminare este mare intrucat fiecare dintre acizii piruvici, oxalilacetic si Alfa-cetoglutaric reactioneaza cu aproape toti aminoacizii naturali ( mai putin cu prolina, treonina si leucina).Transaminazele GPT(ALT) si GOT(AST) prezinta o mare importanta in biochimia clinica, respectiv pentru stabilirea si confirmarea unui anumit diagnostic.Rolul biochimic al transaminarii:- constituie o cale biochimica de catabolizare a aminoacizilor- constituie o cale de sinteza de noi aminoacizi- determina formarea de Alfa-cetoacizi care pot intra in Ciclul Krebs ( acidul Alfa-cetoglutaric, acidul oxalilacetic, acidul piruvic).- asigura stabilirea unor corelatii metabolice intre protide, glucide si lipide, prin produsii intermediari comuni care apar in Ciclul Krebs.

39. Metabolismul amoniaculuiAmoniacul ocupa un loc central in metabolismul proteinelor, luand parte la reactiile de sinteza si de degradare a aminoacizilor. Prin dezaminarea aminoacizilor, azotul proteic este eliberat ca amoniac. De asemenea, sinteza "de novo" a aminoacizilor implica utilizarea amoniacului pentru obtinerea de noi grupari -NH2. O molecula de NH3 trece de mai multe ori prin forma de azot proteic inainte de a fi eliminata din organism.NH3 din celula poate sa provina din:- reactii de dezaminare a aminoacizilor- dezaminarea aminelor biogene- catabolizarea bazelor azotate purinice si pirimidinice- hidroliza gruparilor amidice ale glutaminei si asparaginei- doi aminoacizi, serina si cisteina, elibereaza amoniac si in cursul catabolizarii lor spre acid piruvic- prin oxidarea aminelor, hidroliza ureei prezenta in secretiile tubului digestiv cat si prin degradarea sub actiunea florei microbiene a resturilor de proteine din intestin, rezulta cantitati suplimentare de amoniac.De la diversele tesuturi unde este produs, amoniacul este colectat la nivelul ficatului si rinichilor. La ficat, ajunge prin sistemul port si amoniacul produs in intestin din resturi de proteine.O importanta parte din amoniacul rezultat direct sau indirect este reutilizat in procesul de biosinteza al aminoacizilor neesentiali.NH3 este toxic pentru organism si mai ales pentru sistemul nervos central. In consecinta, organismul beneficiaza de anumite posibilitati biochimice prin care se produce detoxifierea organismului de amoniac:- eliminarea NH3 pe cale renala sub forma unui compus netoxic, respectiv uree- captarea NH3 de catre acidul glutamic cu formarea de glutamina care este retinuta in organism si folosita in alte procese metabolice.- formarea creatinei, creatinfosfatului si creatininei- formarea de NH4Cl.Principala forma de excretie a amoniacului la vertebratele terestre este ureea. Aceste vietuitoare poarta numele de vietuitoare ureolitice. Unii pesti si alte vietuitoare acvatice excreta amoniacul ca atare si se numesc amoniolitice. Pasarile si reptilele terestre excreta amoniacul sub forma de acid uric, acestea sunt vietuitoarele uricolitice.40. UreogenezaGruparea Alfa-aminica a aminoacizilor proveniti din alimente sau din surse endogene este transformata in amoniac( produs toxic) care prin ureogeneza hepatica este transformat in uree, produs netoxic care se elimina prin urina.Formarea ureei se realizeaza in ficat, printr-o serie de reactii care constituie un ciclu cunoscut sub numele de ciclu ureogenetic( ciclul ureei). Ciclul ureei se mai numeste si ciclul ornitinic, deoarece ornitina are rol de "catalizator". Acest ciclu reprezinta una din cele mai importante cai de detoxifiere, de care dispune organismul animal.In biosinteza ureei participa NH3, CO2, aminoacizi( ornitina, acid glutamic, acid aspartic, citrulina, arginina), ATP, biotina, Mg2+, Mn2+ si numeroase enzime specifice( carbamoilfosfatsintetaza, ornitintranscarbamilaza, argininsuccinatsintetaza, argininsuccinatliaza si arginaza). Procesul este endergonic, fapt pentru care este necesara prezenta ATP.41. GlutaminogenezaGlutaminogeneza este o reactie de deoxifiere a NH3, cu retinerea sa in organism. intrucat amoniacul este toxic pentru organism nu poate fi tolerat decat in cantitati foarte mici( 0,29 mg% in sangele circulant).O mare parte amoniacului provenit din metabolismul aminoacizilor este convertit intr-un compus putin toxic, si anume glutamina care reprezinta forma de transport a amoniacului in organism. Celulele care contin la un moment dat mai mult amoniac il incorporeaza imediat in glutamina. In creier se sintetizeaza cantitati relativ mari de glutamina pentru a mentine practic nula concentratia amoniacului. Sinteza si hidroliza glutaminei au loc prin reactii distincte, ambele ireversibile.Glutamina este sintetizata sub actiunea glutaminsintetazei in tesuturi.Glutamina este eliberata in sange unde in conditii fiziologice atinge concentratii de 6-10 mg%. Transportata la ficat si rinichi, se poate scinda in acid glutamic si amoniac, sub actiunea enzimei glutaminaza.Amoniacul astefl rezultat, la nivelul ficatului poate fi imediat angajat in procese de biosinteza a diversi compusi azotati ca: aminoacizi, uree, acid uric etc.Amoniacul eliberat la nivelul rinichilor este eliminat sub forma de saruri de amoniu( NH4Cl) prin urina. Acest proces are loc in masura insemnata in organismul animalelor amoniotelitice.La nivelul rinichilor, glutamina poate sa elibereze NH3, regland astfel mentinerea echilibrului acido bazic datorita caracterului sau alcalin.In tesuturi, glutamina foloseste NH3 captat pentru furnizarea N la sinteza bazelor azotate purinice( adenina si guanina).42. Catabolismul compusilor cu strucutra porfirinicaCele mai cunoscute cromoproteide cu gruparea prostetica de tip protoporfirina sunt:- hemoglobina- mioglobina- citocromii( transelectronaze)- hemenzime( oxidaze: peroxidaze, catalaze)Mai bine cunoscut este metabolismul hemoglobinei.

Catabolismul hemoglobineiHemoglobina este o heterproteida alcatuita din:- componenta proteica: globina- gruparea proteica: nucleu tetrapirolic( protoporfirina) Fe2+= Hem.Degradarea hemoglobinei implica:1. desfacerea globinei---> aminoacizi2. desfacerea Fe----------> feritina( ficat)3. catabolizarea protoporfirinei---> pigmenti biliari.Hemoglobina se afla in eritrocite fiind produsa de catre maduva osoasa.Viata globulelor rosii este de 120 de zile( cca. 4 luni). Globulele rosii se distrug si se refac si odata cu acestea, hemoglobina se degradeaza si se resintetizeaza. Catabolismul hemoglobinei depinde de viata globulelor rosii.44. Catabolismul bazelor azotate Catabolismul bazelor azotate pirimidiniceDin hidroliza intracelulara a acizilor nucleici, sub actiunea nucleazelor, sunt eliberate nucleotidele pirimidinice UMP, CMP, TMP, care in continuare, sub actiunea enzimelor specifice sunt scindate in componentele lor structurale: acid fosforic, pentoze si baze azotate pirimidinice.Bazele azotate pirimidinice, citozina, uracilul si timina sunt catabolizate ulterior, prin mecanisme specifice.Astfel, citozina este dezaminata cu formare de uracil.Uracilul este redus, sub actiunea NADPH+H+, la dihidrouracil. Acesta, in urma ruperii ciclului intre N1 si C2 se transforma in acid Beta-ureidopropionic. prin dezaminare si decarboxilare, acidul Beta-ureidopropionic trece in Beta-alanina. Beta-alanina se poate dezamina, cu formare de semialdehida malonica, ce se oxideaza la acid malonic, care urmeaza cai metabolice proprii, sau se decarboxileaza cu formare de acid acetic.Timina se degradeaza prin mecanisme similare. Astfel, are loc mai intai o hidrogenare, cu formare de dihidrotiamina. Urmeaza deschiderea ciclului, cand din reactie rezulta acidul Beta-ureidoizobutiric. Acesta prin dezaminare si decarboxilare se transforma in acid Beta-aminoizobutiric, care se dezamineaza cu formarea semialdehide metilmalonice. Prin decarboxilarea si oxidarea acesteia in final se formeaza acidul propionic.Cand in dieta alimentara sunt continute produse bogata in acizi dezoxiribonucleici, are loc o productie masiva de acid Beta-aminoizobutiric, care este eliminat ca atare prin urina.O cale particulara de catabolizare a uracilului implica trecerea acestuia prin fazele de acid izobarbituric, acid izodialuric, acid oxaluric si in final uree si acid oxalic.Catabolismul bazelor azotate puriniceIn cadrul metabolismului intermediar, acizii nucleici, sub actiunea nucleazelor sunt degradati pana la mononucleotidele corespunzatoare. Acizii nucleici pot fi atat exogeni( alimentari) cat si proveniti din distructia celulelor proprii.Nucleotidele purinice, dintre care cele majore sunt AMP si GMP, sunt hidrolizate in continuare pana la eliberarea acidului fosforic, a pentozei, a adeninei sau guaninei, care ulterior sunt catabolizate prin mecanisme specifice.Acidul uric este produsul final al catabolismului bazelor azotate purinice in organismul uman ca si al maimutelor antropoide, la pasari si unele reptile. Vietuitoarele care prezinta caeasta caracteristica metabolica sunt denumite uricolitice.Procesul de formare al acidului uric se numeste uricopoeza si are loc si are loc in ficat, prin oxidarea enzimatica a bazelor azotate purina( guanina si adenina).Astfel, adenina se poate dezamina hidrolitic sub actiunea enzimei adenaza, rezultand hipoxantina.Hipoxantina, sub actiunea hipoxantinoxidazei, este oxidata intr-o prima faza la xantina, iar apoi, sub actiunea xantinoxidazei, este oxidata la acid uric.Acidul uric este transportat in plasma sub forma de urat de sodiu si este exretat in urina.Patologia acidului uric este dominata de guta, boala specifica omului. Excesul unei uricemii provine fie dintr-un efect de uricogeneza, fie dintr-o tulburare in procesul de eliminare a acidului uric.In anumite stari patologice, datorate unor disfunctii la nivelul ficatului ca si unor conditii specifice de alimentatie, acidul uric creste peste valorile sale normale( 2-5 mg/100 ml de sange), producand hiperiricemii.Acidul uric este o substanta usor oxidabila si prin capacitatea sa de a capta radicali liberi este incriminata ca factor protector fata de agresiunea oxidanta continua la care sunt expuse majoritatea tesuturilor organismului.Cele mai multe dintre mamifere, poseda o enzima-uricaza-care transforma acidul uric in alantoina.Enzima uricaza este absenta tocmai la acele specii( om, maimuta) care nu pot sintetiza acid ascorbic. Se considera ca functia antioxidanta a acidului uric ar compensa incapacitatea unor organisme de a sintetiza acidul ascorbic.45. Anabolismul( biosinteza) aminoacizilorBiosinteza aminoacizilor este limitata doar la aminoacizii neesentiali, cei esentiali fiind procurati prin hrana.Pentru aminoacizii neesentiali, se cunosc mecanisme generale de biosinteza, care variaza relativ putin de la specie la specie dar si numeroase cai particulare datorate diversitatii structurale ale acestor compusi. Aceste mecanisme sunt relativ simple si constituie inversari ale proceselor de dgradare.Biosinteza unui aminoacid are 2 faze:- obtinerea Alfa-cetoacidului corespunzator- inlocuirea gruparii cetonice prin gruparea amino.Aminarea Alfa-cetoacizilor are loc prin parcurgerea in sens opus a reactiilor de dezaminare, care sunt usor reversibile.Biosinteza aminoacizilor in organism, se realizeaza pe seama unor compusi organici ternari( C,H,O) proveniti din catabolismul glucidelor: acidul Alfa-cetoglutaric, acidul oxalilacetic( Ciclul Krebs), acidul piruvic si acidul 3-fosfo-gliceric( glicoliza), ribozo-5-fosfat si eritroribozo-4-fosfat( calea pentozofosfatilor). De la fiecare din acesti compusi se formeaza de regula mai multi aminoacizi care constituie o familie.Singura sursa de azot pentru biosinteza aminoacizilor de catre organismul uman o reprezinta amoniacul. O parte a amoniacului formata prin degradarea compusilor cu azot este utilizat in acest scop. La acesta se adauga amoniacul absorbit din intestin.O reactie fundamentala in biosinteza gruparilor -NH2, din aminoacizii tuturor speciilor, o constituie biosinteza acidului glutamic din amoniac si acid Alfa-cetoglutaric. Reactia este catalizata de glutamatdehidrogenaza, enzima ce are drept coenzima NADPH+H+.1. Odata biosintetizat acidul glutamic, care este un aminoacid neesential dar cu rol cheie in procesele de biosinteza al aminoacizilor, are loc biosinteza altor aminoacizi neesentiali prin transferul gruparii -NH2 de la acidul glutamic pe cetoacizii acceptori. Acesti cetoacizi pot fi uneori intermediari ai ciclului krebs sau ai metabolismului glucidic. Astfel:- din acid glutamic si acid piruvic rezulta prin transaminare alanina si acidul Alfa-cetoglutaric.- din acid glutamic si acid oxalil-acetic rezulta acidul aspartic si acidul Alfa-cetoglutaric.2. In cursul degradarii glucozei pe calea E.M.P( glicoliza anaeroba) sau pe calea pentozofosfatilor, se formeaza gliceraldehid-3-fosfat. Aceasta poate fi oxidata la acid 3-fosfogliceric, care se poate transforma in serina.Gruparea NH2 a serinei este furnizata de acidul glutamic sau eventual alanina formata prin transaminarea acidului piruvic.3. De asemenea, acidul glutamic functioneaza in procesul de biosinteza al prolinei si histidinei ca precursor imediat al acestora.Prin urmare, mecanismele cele mai generale ale biosintezei aminoacizilor neesentiali au la baza aminarea directa a acidului Alfa-cetoglutaric, cuplata cu transaminarea functiei -NH2, de la acidul glutamic la cetoacizii acceptori.Alte mecanisme implicate in biosinteza aminoacizilor neesentiali sunt:- hidroxilarea, care asigura transformarea fenilalaninei in tirozina, a lizinei in hidroxilizina si a prolinei in hidroxiprolina- transferul de grupari CH3, care este asigurat de adenozilmetionina si care intervine in transformarea metioninei in cisteina- transferul de grupari SH, care sta la baza formarii cisteinei din serina- transferul de grupari cu un singur atom de carbon, asigurat de acizii pteroidilglutamici si care sta la baza transformarii reversibile a serinei in glicocol- aminoacizii cu caracter bazic, ornitina si arginina, iau nastere, in organism, pe calea ciclului ureogenetic.46. Biosinteza hemoglobineiMetabolismul intermediar al compusilor porfirinici se deosebeste de metabolismul celorlalti compusi. Astfel, metabolismul hemoglobinei nu beneficiaza de aportul prin hrana a gruparii prosteice, intrucat aceasta nu este nici digerata nici absorbita. Totodata, hemoglobina este catabolizata numai odata cu moartea hematiilor. Mai mult, nici dupa degradare in cadrul catabolismului, hermul nu este reutilizat pentru anabolism, ci este eliminat din organism( sub forma de pigmenti biliari, urina si fecale), astfel ca este necesara sinteza lui de fiecare data din noi componente.Reactiile care conduc la sinteza completa a hemoglobinei, au loc in reticulocite, formele imature ale hematiilor.Biosinteza hemoglobinei implica urmatoarele etape:1. biosinteza hemului2. biosinteza globinei3. cuplarea hemului cu globina1. Biosinteza hemuluiPrecursorii nucleului protoporfirinic al hemoglobinei sunt glicocolul si succinil-CoA, compusi care se intalnesc frecvent in metabolismul intermediar. Intregul proces de biosinteza al hemoglobinei este strans legat de Ciclul Krebs si decurge in mod ciclic, numit "Ciclul succinat-glicocol".Fe2+ necesar formarii hemului se afla in organism sub forma de feritina. Incorporarea Fe2+ in scheletul protoporfirinic, cu formare de hem, se face enzimatic, in prezenta fierchelatazei mitocondriale si a ionilor de Cu2+.In decursul formarii hemului precursorii lui trec de mai multe ori membrana mitocondriala, deoarece sistemele enzimatice sunt localizate in faza solubila a celulei. Din acest motiv, starea fizico-chimica a membranei mitocondriale influenteaza direct metabolismul hemului.Biosinteza hemului are loc in toate tesuturile dar cu intensitate mai mare se desfasoara in celulele sistemului eritroformator din maduva, ficat si splina.In biosinteza hemului se disting urmatoarele etape:- sinteza acidului Gama-aminolevulinic( ALA)Sinteza acidului ALA are loc in mitocondrii( unde functioneaza Ciclul Krebs care produce succinil~CoA) sub actiunea enzimei Gama-aminolevulinatsintetaza( Gama-ALAS)Coenzima Gama-ALAS este piridoxalfosfatul. Totodata, reactia necesita participarea tiaminpirofosfatului( T-PP), acidului lipoic, CoA-SH, GDP, NAD+, FAD si a citocromilor( sisteme de transfer de hidrogen si de electroni).- formarea porfobilinogenuluiDin mitocondrie ALA trece in citosol unde se sintetizeaza mai intai porfobilinogenul in urma unei reactii de condensare a doua molecule Gama-aminolevulinic catalizata de enzima Gama-aminolevulinatdehidrataza( porfobilinogensintaza).Are loc in continuare condensarea a patru molecule de porfobilinogen cu eliminarea a patru molecule de amoniac. Produsul condensarii este uroporfilinogenul 1 sau uroporfilinogenul 3. In mod normal, se formeaza o cantitate mare de uroporfilinogen 3( care este precursorul porfirinei 9) si o cantitate mica de uroporfirinogen 1.- formarea protoporfirinei 9Transformarea uroporfirinogenului 3 in porfirina 9 se face printr-o serie de reactii de decarboxilare si dehidrogenare, sub actiunea porfirinogen decarboxilazei formandu-se coproporfirinogenul 3; acesta trece in mitocondrie, compartiment in care se desfasoara reactiile urmatoare care asigura formarea protoporfirinei 9 si unirea acesteia cu Fe2+.- unirea protoporfirinei 9 cu Fe2+Formarea hemului prin complexarea protoporfirinei 9 cu Fe2+ este catalizata de ferochelataza numita si hemsintaza.Reglarea biosintezei hemului se face la nivelul enzimei Gama-ALAS. Hemul controleaza propria sa sinteza prin inhibarea aminolevulinat sintazei si reprimarea sintezei lui.2. Biosinteza globineiSinteza componentei proteice a hemoglobinei are loc la nivelul ribozomilor din eritroblasti, prin mecanismul normal al biosintezei proteice; procesul prezinta insa un important grad de specificitate intrucat specificitatea de specie si de organ a hemoglobinelor este imprimata de globina.Aminoacizii hematogeni sunt: histidina, triptofanul si metionina; desi nu intervin in construire protohemului, este probabil ca intervin atat in construire glbinei( in special histidina), cat si printr-o actiune de stimulare a hematopoezei.3. Cuplarea hemului cu globinaFormarea hemoglobinei are loc extramitocondrial in maduva osoasa.Etapa finala a hemoglobinogenezei o constituie cuplarea hemului cu globina pentru a forma hemoglobina. Hemul se uneste cu catena Alfa si apoi cu catena Beta. Utilizarea continua a hemului in acest proces mentine concentratia hemului liber la un nivel de baza, care favorizeaza sinteza aminolevulinasintazei.Biosinteza hemoglobinei reprezinta o etapa esentiala in eritropoieza, formarea globulelor rosii in maduva osoasa.Biosinteza hemului este realizata cu o extraordinara rapiditate si este reglata cantitativ. Organismul sintetizeaza zilnic 0,5g protoporfirina necesara pentru formarea 6g hemoglobina, iar cantitatea eliminata sub forma de pigmenti biliari reprezinta, de asemenea, 0,5g pe zi.47. Biosinteza acizilor nucleiciIn organismele animale acizii nucleici liberi sau sub forma de nucleoproteide sunt constituenti ai nucleului celular. In cantitate mai mare acestia se afla in celulele in care are loc o biosinteza mai intensa de proteine, cum sunt ovocitele in curs de dezvoltare si celulele care se inmultesc repede.Omul valorifica acizii nucleici din hrana, care in tractul digestiv sunt scindati hidrolitic in componente. Atat nucleotidele provenite din alimentatie, cat si cele rezultate dintr-o sinteza proprie sunt convertite in acizi nucleici specifici.Totodata, este pe deplin lamurit faptul ca biosinteza de proteine este intotdeauna precedata de o biosinteza ARN. Biosinteza de ADN are loc mai intens in perioada premergatoare diviziunii celulare.Acizii nucleici au un rol hotarator in functionarea si inmultirea celulelor.Acizii dezoxiribonucleici sunt indispensabili pentru exprimarea caracterelor ereditare prin procesele de sinteza si de functionare a celulei. Se cunosc doua mecanisme de realizare a acestor functii si anume:1. transformarea informatiei ereditare prin replicarea acizilor dezoxiribonucleici cromozomiali cu transcrierea mesajului ereditar de pe ADN pe moleculele de mARN2. dirijarea de catre mARN a biosintezei proteinelor.Ambele mecanisme sunt determinate de biosinteza precursorilor acizilor nucleici din componente.Metabolismul acizilor nucleici la nivelul celulelor se desfasoara diferentiat, in functie de stadiul in care se afla celulele si de intensitatea biosintezei proteinelor. Biosinteza acizilor nucleici este un proces pe care organismele animalelor superioare il realizeaza fara dificultate.48. Biosinteza bazelor azotate pirimidiniceNucleul pirimidinic care intra in structura uracilului, timinei si citozinei, se sintetizeaza cu participarea diferitelor substante. Fiecare atom din ciclul pirimidinic este furnizat de diferite substante.NH3 si CO2 participa la biosinteza ciclului pirimidinic sub forma de carbamoilfosfat. Exista insa doua tipuri de carbamoilfosfat-unul mitocondrial, ureogenetic si altul citosolic, pirimidinogenetic.Enzimele care genereaza carbamoilfosfat sunt distincte( carbamoilfosfat sinteza 1 si 2), utilizand surse diferite de azot:- NH3, cea ureogenetica- glutamina pirimidingenetica.Acidul aspartic poate exista in celula ca atare( origine exogena sau endogena), sau poate rezulta prin transaminarea acidului oxalilacetic. Astfel, se stabileste corelatia intre biosinteza ciclului pirimidinic si metabolismul protidelor sau intre biosinteza ciclului pirimidinic si metabolismul glucidelor( Ciclul Krebs), intrucat acidul oxalilacetic este un compus al Ciclului Krebs care prin transaminare trece in acid aspartic.Biosinteza bazelor azotate puriniceBazele azotate purinice si pirimidinice sunt de origine exclusiv endogena, fiind biosintetizate in organism.

49. BIOSINTEZA ADN (REPLICAREA)Atat la organismele superioare cat si la cele inferioare biosinteza ADN nu are loc tot timpul in celula, ci numai in cursul diviziunii celulare cand are loc procesul de duplicare a cromozomilor si intr-o perioada foarte scurta din existenta celulelor. Repetarea replicarii semiconstructive la fiecare diviziune celulara asigura prin mitoza, transmiterea caracterrelor ereditare de-a lunul generatiilor celulare succesive.In cursul diviziunii celulare, fiecare celula genereaza 2 celule fiice cu acelasi patrimoniu genetic, continand deci, aceeasi cantitate si calitate de ADN.Aproape intreaga cantitate de ADN din celula e localizata in nucleu si nucleol. La nivelul nucleolului, ADN e localizat in cromozomi. Biosinteza ADN are loc in nucleu si nucleol.Biosinteza ADN se mai numeste si replicarea ADN sau biosinteza replicativa semiconservativa, deoarece fiecare din cele 2 catene complementare dintr-o molecula de ADN servesc drept matrice pt biosinteza a 2 noi molecule noi de ADN, identice cu molecula initiala, fiecare dintre ele continand cate o catena provenita din molecula parenterala si cate o noua catena, complementara cu prima, rezultata in urma procesului de biosinteza.Conform modelului lui Watson si Crick, ADN are o structura dublu catenara constituita din 2 lanturi polinucleotidice intre care se stabilesc legaturi de H intre bazele azotate complementare. Biosinteza replicativa a ADN presupune, o despiralizare a molecului, cu ruperea legaturilor de H dintre bazele azotate complementare de pe fiecare din cele doua lanturi, proces declansat de o molecula initiatoare eliberata de o genaa structurala speciala din molecula de ADN. Initiatorul e de natura enzimatica si are capacitatea de a produce despiralizarea dublului lant ADN prin rotirea acestuia.In faza de formare a celulei(proces mitotic) prin interactiunea intre histone si proteinele reziduale, filamente de ADN se compactizeaza in structuri cromozomate distincte astfel ca ambele celule care iau nastere primesc o garnitura completa de cromozomi indentici cu cea din celula din care s-au format. Aceasta inseamna ca biosinteza incepe prin despiralarea ADNului dublu catenar cromozomial, cu formarea unui ADN preformat monocatenar, ambele catene separate putand constitui matrita pt sinteza unei noi catene, identice cu cea anterioara. Pe fiecare lant sau catena din molecula despiralata care reprezinta lantul original, se va sintetiza un lant pereche. Astfel, se vor forma 2 noi molecule dublu catenare identice cu cea originala. Secventa de baze azotate de pe lantul original va dicta, in mod strict succesiunea de nucleotide in lantul nou.Deci, formarea noii molecule de ADN se realizeaza pe principiul complementaritaii bazelor azotate, formandu-se astfel, molecule identice de ADN, fapt ce asigura pastrarea si transmitetea nealterata a caracterelor ereditare. Molecula de ADN model functioneaza ca un tipar al propriei sale replici.Biosinteza ADN e un tip semiconstructiv in sensul ca molecula originala e conservata ca structura sub forma a 2 jumatati separate si prezente in doua molecule diferite, identice cu cea originala.Pt biosinteza ADN, proces de mare complexitate sunt necesare urmatoarele:1. molecula preexistenta de ADN preformat monocatenar sau ADN primer bicatenar care functioneaza ca matrita.2. Enzima ADN-polimeraza, care catalizeaza reactia de inlantuire a nucleotidelor dupa modelul de secventa determinat de ADN preformat monocatenar.3. Baze azotate purinice si purimidinice sub forma de deoxiribonucleozide trifosforilate :d-ATP,d-GTP,d-TTP,d-CTPl4. Prezenta ribonucleozid-trifosfatilor: ATP, GTP,UTP,CTP intrucat e necesara sinteza de mici fragmente de ARN initiator pt initierea sintezei de ADN. Enzima responsabila de sinteza fragmentelor de ARN initiator, e ADN primaza.5. Mg2+6. Prezenta enzimei pirofosfatazaBiosinteza ADN e un proces consumator de energie . Energia e data de nucleozidele trifosforilate care o vor elibera in procesul de unire a nucleozidelor monofosforilate in molecula de ADN care se sintetizeaza prin hidroliza pirofosfatului rezultat sub actiunea enzimei pirofosfataza.Principalele caracteristici ale procesului sunt:1. la reactie iau parte deoxiribonucleozidele trifosforilate, nucleozidele mono si difosforilate sunt inactive;2. pt ca reactia sa aiba loc e necesara prezenta tuturor celor 4 deoxiribonucleozide trifosforilate. Absenta uneia dintre aceste substante impiedica policondensarea;3. reactia globala e reversibilaSinteza catenei polinucleotidice se realizeaza de la capatul 3 spre 5al catenei de ADN primer, rezultand un lant de ADN 5 3.Condensarea monodeoxiribonucleotidtrifosfatilor se realizeaza succesiv prin legaturi de hidrogen intre bazele azotate ale acestora si bazele azotate complementare ale ADN preformat monocatenar. Apoi se stabileste legatura 5,3-fosfodiesterica si se elimina o molecula de pirofosfat. Hidroliza pirofosfatului la acid ortofosforic (H3Po4) sub actiunea pirofosfatazei, furnizeaza energia necesara procesului de condensare a monoculeotidtrifosfatilor si formarea de legaturi fosfodiesterice. In cazul in care lipseste pirofosfataza, reactia de biosinteza e inhibata de pirofosfatul acumulat.In anumite conditii, adn preformat poate functiona si ca primer deci ca nucleu de policondensare care se alungeste prin adaugare de mononucleotide succesive, legarea mononucleotidelor facandu-se la gruparea 3-PH libera din catena de ADN.Biosinteza de ADN mitocondrial nu e inca pe deplin elucidata. In timp ce formarea adn in cromozomi are loc numai o singura data in viata unei celule, si anume in faza premergatoare diviziunii celulare, formarea ADN in mitocondrii decurge in toata perioada de existenta a celulei.50.Biosinteza ARN( transcrierea)Mesajul genetic, continut in secventa nucleotidelor( bazelor azotate) in molecula de ADN, este "transcris" in molecule de ARN, in cursul procesului de biosinteza a ARN, dependent de ADN. Biosinteza acizilor ribonucleici, mARN, tARN, rARN isi are sediul tot in nucleul celular.Sinteza ARN are loc tot pe baza principiului complementaritatii bazelor azotate, care in acest caz, ia forma A-U, C-G, necesitand matrita de ADN.Sinteza ARN este asimetrica si diferentiata in raport cu molecula de ADN, intrucat numai unul dintre lanturile moleculei de ADN serveste drept matrita pentru biosinteza ARN.Biosinteza ARN este initiata prin replicarea unei molecule de ADN. Pe una din catena despiralata de ADN care functiioneaza ca tipar se va sintetiza molecula monocatenara de ARN. Deosebirea consta in faptul ca timina din lantul "tipar" de ADN va fi inlocuita cu uracilul in lantul de ARN care se sintetizeaza. Dupa o scurta coexistente(hibrid) intre lantul "tipar" de ADN si lantul de ARN sintetizat, acesta se desprinde si trece in citoplasma, unde isi exercita functiile sale: mARN, tARN, rARN.Mecanismul biosintezei de mARN incepe prin despiralarea segmentelor de pe cromozomii din ADN in prezenta ARN-nucleotidil-transferazei. Succesiunea de baze azotate din catena de ADN este transcrisa in structura monocatenara de mARN, a carui codoni constituie matrita in sinteza unei anumite proteine.Pentru biosinteza ARN sunt necesare urmatoarele componente:1. molecula preexistenta de ADN PRIMER( "tipar", "matrita")2. enzima ARN-polimeraza ADN dependenta care catalizeaza reactia de inlantuire a nucleotidelor dupa modelul de secventa determinat de ADN PRIMER3. baze azotate purinice si pirimidinice sub forma de ribonucleozide trifosforilate: ATP, GTP, UTP, CTP4. Mg2+ sau Mn2+5. prezenta enzimei pirofosfataza.Biosinteza ARN este un proces consumator de energie. Energia este data de nucleozidele trifosforilate care o vor elibera in procesul de unire a nucleozidelor monofosforilate in molecula de ARN care se sintetizeaza, prin hidroliza pirofosfatului rezultat sub actiunea enzimei pirofosfataza.Principalele caracteristici ale procesului sunt:1. la reactie iau parte ribonucleozidele trifosforilate, nucleozidele mono- si difosforilate sunt inactive2. pentru ca reactia sa aiba loc este nevoie de prezenta tuturor celor 4 ribonucleozide trifosforilate. Absenta uneia dintre aceste substante impiedica policondensarea.3. reactia globala este reversibila.Formarea de mARN are loc in nucleul celular, fiecare specie de mARN fiind sintetizat pe un anumit segment de ADN cromozomial.

52. BIOSINTEZA PROTEINELOR(ENZIMELOR). CODUL INFORMATIEI GENETICEBiosinteza proteinelor e procesul biochimic fundamental pt existenta materiei vii si perpetuarea speciilor.Acest proces se petrece cu mare viteza, atat in organismele aflate in crestere, cat si in cele adulte. Biosinteza proteinelor se realizeaza numai din aminoacizi liberi; polipeptidele si oligopeptidele rezultate prin hidroliza proteinelor nu pot fi incorporate in proteinele noi-sintetizate.Procesul anabolic e mai intens in tesuturile si organele care poseda metabolism mai intens, cum sunt ficatul, pancreasul, plasma. In muschi si piele, sinteza proteica e foarte redusa. Rata sintezei proteice e depenendta de starea fiziologica.Biosinteza proteinelor se afla si sub dependenta hormonala: somatotropl, insulina, testosteron, iar altii cu actiune anabolica.Biosinteza proteinelor se realizeaza pe baza informatiei genetice ereditare, continuta in secventa de nucelotide a ADN. ADN e purtatorul si transmitatorul insusirilor ereditare din generatie in generatie.In biosinteza proteinelor exista o stransa conlucrare intre ADN ca purtator al informatiei genetice si cele 3 tipuri de ARN: m,t,r. Informatia genetica continuta in secventa de nucleotide a ADN e transmisa prin intermediul ARNm la nivelul ribozomilor. Intr-o anumita pozitie a ribozomilor sunt adusi aminoacizi liberi din citoplasma de care tARn. Aminoacizii se leaga prin legaturi peptidice CO-NH- exact in ordinea dictata de informatia adusa de mARN preluata de la ADN din nucleu.O proteina, in general are structura determina de o gena. Gena e un fragment din macromolecula de ADN care determina un caracter.Proteinele oligomere au structura formata din mai multe catene polipeptidice. In acest caz, catena polipeptidica, fiind o subdiviziune a macromoleculei proteice, inseamna ca lantul respectiv va fi determinat de o subdiviziune a genei, numita cistron.Un cistron= un lant polipeptidic.Genotipul reprezinta totalitatea posibilitatilor de biosinteza a diverselor proteine pe care le are o celula.Expresia fenotipica reprezinta diversitatea proteinelor sintetizate in celula.Informatia genetica inscrisa in structura ADN si care determina biosinteza unei proteina e transmisa la ARN conform unui cod genetic conditionat de secventa secventei de nucleotide. Sediul biosintezei proteinelor il reprezinta ribozomii.-m ARN are rolul de a transcrie si a aduce la ribozomi informatia geneticape baza caruia se sintetizeaza proteina.-rarn intra in constitutia ribozomilor-tarn are rolul de a lega in mod specific aminoacizii liberi din citoplasma si de a-i transporta la locul de biosinteza al proteinelor.CODUL INFORMATIEI GENETICECodul informatiei genetice reprezinta un sistem de programare sau de semnalizare biologica, reprezentand modalitatea de transmitere din generatie in generatie a informatiei ereditare, cuprinsa in secventa de nucleotide a ADN. Pe baza acestui cod se realizeaza unirea intr-o anumita ordine, precis stabilita, a aminoacizilor care determina structura fiecare proteine.Codul genetic este constituit din Codoni si Triplete.Ansamblul codonilor constituie mesajul genetic.Codonul reprezinta o succesiune de 3 baze azotate sau nucleotide consecutive care determina ca un aminoacid sa intre intr-o pozitie precisa din structura proteinei.Codonii se formeaza din cele 4 baze azotate, luate cate 3. Fiecare codon corespunde la un aminoacid.Cei 64 de codoni rezulta din 4 baze azotate luate cate trei: 4 la a 3a = 64 codoni.Molecula de proteina se formeaza prin legarea aminoacizilor conform ordinii codonilor din molecula de ADN, ordine preluata de mARN.Aminoacizilor cu structura asemanatoare le corespunde un codon asemanator( ex: ac. Aspartic-ac.glutamic)Codul genetic e format din 64 de codoni, intrucat unul si acelasi aminoacid poate sa fie codificat de mai multi codoni. Astfel, serina, leucina pot fi controlata de 6 codoni in timp ce majoritatea celorlalti codoni sunt controlati de 2 codoni. Codonii repsectivi se numeste codoni sinonimi. Numai metionina si triptofanul sunt codificati de catre un sg codon.Codonii sinonimi contin 2 baze azotate identice si difera prin a 3a.Exista 3 codoni non sens: UAA,UAG,UGA care nu codifica niciun aminoacid. Acesti codoni determina sfarsitul sintezei de proteina, reprezentand sfarsitul mesajului genetic. Astfel, un lant polipeptidic, sintetizat pe un anumit mARN isi inceteaza cresterea atunci cand citirea mARN a ajuns la un codon non sens.AUG e codonul metioninei, aminoacid cu care incepe biosinteza tuturor catenelor polipeptidcie. Degenerarea codului genetic, respectiv existenta mai multor cuvinte cod pt acelasi aminoacid se manifesta in special la nivelul nucleotidului 3 din codonDirectia de succesiune a codonilor intr-o mollecula de ADN e aceea in care incorporarea aminoacizilor in catena polipeptidica e dirigata de la capatul NH2 terminal la cel COOH terminal, ceea ce corespunde directiei 5 3 in molecula de ADN si respectiv de ARN.

54. ETAPELE BIOSINTEZEI PROTEINELOREdificarea unei macromolecule proteice, este cel mai complex proces biosintetic ce decurge in lumea vie, implicand conlucrarea a peste 300 de macromolecule reprezentate de protein- enzime cu functii distincte si de diverse tipuri de ARN.Procesul de biosinteza a proteinelor presupune traducerea limbajului de 4 litere al acizilor nucleici(4 baze azotate) in limbajul de 20 de litere (aminoacizi) al proteinelor.In sinteza proteinelor atat la procariote cat si la eucariote se disting 5 stadii importante:1. Activarea aminoacizilorPt ca aa liberi dizolvati in citoplasma, sa se uneasca prin legaturi peptidice CO-NH- la nivelul ribozomilor, acestia trebuiesc activati. Activarea presupune ca fiecare aa din citoplasma sa fie legat in prealabil de catre un tARN. In acest fel rezulta un complex aminoacil-ARNt, forma sub care sunt trasnport