UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOASENGENHARIA DE PESCADISCIPLINA: BIOQUIMICA

METABOLISMO DO GLICOGÊNIO E GLICONEOGÊNESE

Dra. Talita Espósito

METABOLISMO DO GLICOGÊNIO

METABOLISMO DO GLICOGÊNIO Polímero de Glicose

Forma de Reserva

Vantagem biológica: Redução da Osmolaridade

Sintetizado pelo fígado e músculos:oferta > necessidade energética imediata

No fígado: manter a glicemia (entre as refeições e jejum noturno)

Nos músculos: fibra muscular (a demanda energética > aporte de oxigênio)

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIORemoção sucessiva de resíduos de glicose, a partir das extremidades não-redutoras

Enzima 1 - GLICOGÊNIO FOSFORILASE

GLICOGÊNIO (n resíduos) G1P + GLICOGÊNIO(n – 1 resíduos)

Pi

-Reação semelhante a uma hidrólise, mas usa Pi no lugar de H20-Libera 1 a 1 os resíduos-Só cliva ligações α -1,4 (não-ramificadas)-Pára 4 resíduos antes de 1 ramificação

Enzima 2 - Desramificadora 1a. Função: Transferase

Transfere 3 dos 4 resíduos remanescentes junto à ramificação para outra extremidade, formando ligações α-1,4 (nesta nova posição os resíduos podem ser liberados por ação da En 1 - Glicogênio Fosforilase)

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO

Enzima 2 - Desramificadora 2a. Função: α-1,6 Glicosidase

(Hidrólise)

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO Enzima 3 – Fosfoglicomutase Converte G1P EM G6P

GLICÓLISE

MÚSCULO FÍGADO

GLICOSE 6-FOSFATO

LACTATO GLICOSE

GLICOSE 6-FOSFATASE

GLICOSE 1-FOSFATO

FOSFOGLICOMUTASE

O glicogênio é sintetizado por um via ≠ da via de degradação

Síntese – repetida adição de resíduos de glicose às extremidades de um núcleo de glicogênio

A glicose inicial deve estar sob a forma ativada, ligada a um nucletídeo URACILA, constituindo a URIDINA DIFOSFATO GLICOSE (UDP-G)

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO

Produção de UDP-G:

GLICOSE + ATP GLICOSE 6-FOSFATO + ADP + H+

G6P GLICOSE 1-FOSFATO

G1P + UTP UDP-G + PPi

UDP-G é substrato da glicogênio sintase, a enzima que efetivamente catalisa a síntese

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO

UDP-G PIROFOSFORILASE

UDP-G + (glicogênio)n resíduos de glicose (glicogênio)n + 1 resíduos de glicose + UDP

UDP + ATP UTP + ADP

PPi + H2O 2 Pi + H+

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO

GLICOSE + 2 ATP + (glicogênio)n res G + H20 (glicogênio)n+1

res G + 2ADP + 2Pi

GLICOGÊNIO SINTASE

NUCLEOSÍDEO DIFOSFATO CINASE

PIROFOSFATASE

VIAS OPOSTAS DA DEGRADAÇÃO E SÍNTESE DO GLICOGÊNIO

2Pi

ENZIMA DE DESRAMIFICAÇÃO

GLICOGÊNIO FOSFORILASE

GLICOGÊNIO

UDP-GLICOSE

G1P

G6P

FOSFOGLICOMUTASE

Pi

UTP

UDP-GLICOSE-PIROFOSFORILASE

PPi

PIROFOSFATASE

INORGÂNICA

UDP

ENZIMA DE RAMIFICAÇÃO

GLICOGÊNIO SINTASE

GLICOSE

REGULAÇÃO DO METABOLISMO DO GLICOGÊNIO

REGULAÇÃO DA DEGRADAÇÃO: Glicogênio Fosforilase : Foma inativa b (músculo em repouso) e Forma ativa a (fosforilada)-Controle alostérico direto: AMP (Contração muscular) – Forma b ativa-Modificação covalente: Fosforilação-Estímulo hormonal: Músculo:Adrenalina AMPc Fosforilase cinase Fosforilase b ativaFígado: Glucagon -Estímulo nervoso: Ca2+ Fosforilase cinase Fosforilase a ativa

REGULAÇÃO DA SÍNTESE:Glicogênio-sintase: Forma ativa (desfosforilada)-Estímulo hormonal: Insulina Fosfoproteína-fosfatase 1

Obs.: Epinefrina=Adrenalina

+

GLICONEOGÊNESE

GLICONEOGÊNESE

A >ria dos tecidos animais é capaz de suprir suas necessidades energéticas a partir da oxidação de vários tipos de compostos: açucares, aminoácidos e ác. graxos

Entretanto, alguns tecidos e células de animais superiores, utilizam exclusivamente glicose como fonte de energia

Cérebro – consome cerca de 120g de glicose/dia

Hemácias – necessitam de cerca de 30g diários

20% do conteúdo calórico de uma dieta normal são destinados a suprir as necessidades do cérebro e hemácias

GLICONEOGÊNESE

GLICONEOGÊNESE

[GLICOSE CIRCULANTE] DEGRADAÇÃO GLICOGÊNIO HEPÁTICO

APÓS 8 HORAS DE JEJUM GLICONEOGÊNESE

SÍNTESE DE GLICOSE A PARTIR DE COMPOSTOS QUE

NÃO SÃO CARBOIDRATOS

GLICONEOGÊNESE É um termo usado para incluir o conjunto de processos

pelos quais o organismo pode converter substâncias não glicídicas (como aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol e propionato) em glicose ou glicogênio.

SUPRIMENTO CONTÍNUO DE GLICOSE

VIA METABÓLICA IMPORTANTE

NO FÍGADO, minoritariamente nos rins

JEJUM ESFORÇO INTENSO

GLICOGÊNIO

GLICOSE

LACTATO

LACTATO

PIRUVATO

LACTATO NA CORENTE SANGUINEA

GLICÓLISE

GLICONEOGÊNESE

Glicose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+

2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

Piruvato + 2 ATP + 1 GTP + 1 NADH + 2 H2O

Glicose + 2 ADP + 1 GDP + 3 Pi + 1 NAD + + H+

A GLICONEOGÊNESE NÃO É O CONTRÁRIO DA GLICÓLISE

GLICÓLISE GLICONEOGÊNESE

2Pi

2 NAD+

2 NADH + H+

PiruvatoLactato Alanina

Oxalacetato

Fosfoenolpiruvato

Frutose 1,6-bisfosfato

Frutose 6-fosfato

Glicose 6-fosfato

Glicose

Frutose 1,6-bisfosfatase

Glicose 6-fosfatase H2O

Pi

H2O

Pi

ATP

ADP

GTPGDP

ATP

ADPNADH + H+

NAD+ + Pi

Piruvato carboxilase

PEP-carboxicinase PEPCKFrutose 6-bisfosfato

Glicose

Frutose 1,6-bisfosfatoFosfofrutoquinase I

Hexoquinase ATP

ADP

Fosfoenolpiruvato

Piruvato

Glicose 6-fosfato

Piruvato quinase

ATP

ADP

2 H2O

2 ADP

2 ATP

GLICOSE

G 6-P

F 6-P

F 1,6 BP

PEP

PIRUVATO

GLICÓLISE GLICONEOGÊNESE

HEXOQUINASE

PFK I

PIRUVATO QUINASE

GLICOSE 6-FOSFATASE

FBPase

PIRUVATO CARBOXILASE + PEPCK

A GLICONEOGÊNESE REQUER O TRANSPORTE DE METABÓLIOS ENTRE A MITOCÔNDRIA E O CITOSOL

Glicose

Frutose 6-fosfato

Frutose 1,6-bisfosfato

Fosfoenolpiruvato

Piruvato

Glicólise Gliconeogênse

fosfofrutoquinase Frutose1,6-bisfosfatase

OxaloacetatoPiruvato quinase

F- 2,6-BP (+)AMPc (+)

ATP (–)

F- 1,6-BP (+)ATP (–)

F- 2,6-BP (-)AMPc (-)

ADP (-)

Acetil CoA (+) ADP (-)

(Glucagon - Hipoglicemia)(Insulina - Hiperglicemia)

REGULAÇÃO DA GLICONEOGÊNESE

Sequência de eventos metabólitos associados a baixa concentração de glicose no sangue à gliconeogênese no fígado

BAIXA [GLICOSE] SANGUÍNEA

AUMENTO DA SECREÇÃO DE GLUCAGON

AUMENTO DA [AMPc]

AUMENTO DA FOSFORILAÇÃO DA ENZIMA

ATIVAÇÃO DA FBPase-2 E INATIVAÇÃO DA PFK-2

DIMINUIÇÃO DA [F2,6P]

INIBIÇÃO DA PFK E ATIVAÇÃO DA FBase

AUMENTO DA GLICONEOGÊNESE