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Metabolismo del glucógeno y otros hidratos de carbono. Reacciones de síntesis y degradación del glucógeno. Mecanismos regulatorios. Relación con glucólisis. Síntesis y degradación de almidón y sacarosa. Reacciones implicadas y regulación. Síntesis de lactosa
METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO III
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GLUCOGENOGENESIS
GLUCOGENOLISIS
METABOLISMO DEL GLUCOGENO
Qué es el glucógeno?
Es un HOMOPOLIMERO
de UNIDADES DE GLUCOSA
Es una forma de almacenamiento fácilmente movilizable
de glucosa
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El glucógeno se almacena principalmente hígado y músculo
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¿Por qué se utiliza glucógeno como molécula de reserva de energía?
Permite acumular glucosa sin un gran aumento de la presión osmótica ([Glc] = 0,4 M equivale [Glcg] = 10 nM)
Suministra un sustrato oxidable en forma anaeróbica o anaeróbica (las grasas no)
Es de movilización rápida (las grasas no)
Las grasas no pueden ser convertidas en H de C
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DEGRADACIÓN DE GLUCÓGENO / GLUCOGENOLISIS
TRES ENZIMAS (en hígado y en músculo)
GLUCÓGENO FOSFORILASA
ENZIMA DESRAMIFICANTE
FOSFOGLUCOMUTASA
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MECANISMO DE LA FOSFORILASA
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SÍNTESIS DE GLUCÓGENO / GLUCOGENOGENESIS
TRES ENZIMAS (en hígado y en músculo)
UDP‐GLUCOSA PIROFOSOFORILASA
GLUCÓGENO SINTASA
ENZIMA RAMIFICANTE
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Luis Federico Leloir a principios de 1948, identificó los
azúcar-nucleótidos, compuestos que desempeñan un papel fundamental
en el metabolismo (transformación por el cuerpo de los hidratos de
carbono). Leloir recibió el Premio Nobel de Química de 1970. En el
vocabulario científico internacional se denomina "el camino de
Leloir" al conjunto de descubrimientos que llevó al gran científico
argentino a determinar cómo los alimentos se transforman en
azúcares y sirven de combustible a la vida humana.
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Glu-6-PFosfoglucomutasa
Glu-1-P
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ESTRUCTURA DE LA GLUCOGENO SINTASA
ES UN HOMOTETRÁMERO
ES ALOSTÉRICA
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…
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En el organismo cada célula o tejido tiene diferentes funciones y/o diferentes metabolismos
¿Cómo sensan
los diferentes tipos celulares las señales metabólicas?
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GPCR
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Regulación de Glucógeno fosfoforilasa
La glucógeno fosforilasa actúa como un sensor de glucosa. La Glucosa se une a la fosforilasa a de hígado e induce un cambio conformacional que expone los residuos de Ser fosforilados que son eliminados por la acción de una fosfatasa (PP1). PP1 convierte a la fosforilasa a en fosforilasa b (menos activa) disminuyendo la ruptura de glucógeno en respuesta a un aumento de glucosa sanguínea. Insulina, en forma indirecta también estimula PP1
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Priming de fosforilación de GSK3 de glucógeno sintasa
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EN MUSCULO LA FOSFOPROTEIN FOSFATASA SE UNE A GLUCOGENO A TRAVES DE UNA SUBUNIDAD ESPECIAL
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Señalización de Insulina en el metabolismo de glucógeno
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Control de la síntesis de glucógeno por la glucosa sanguínea en
músculo
Insulina afecta 3 de las 5 vías de esta ruta, aunque es el
efecto en el transporte y en la actividad de hexoquinasa, no en los
cambios en la actividad de glucógeno sintasa que aumentan el flujo
hacia glucógeno
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Glucagón en hígado promueve la activación de la GLUCOGENO FOSFORILASA
por activación de la Fosforilasa
KINASA. El músculo es insensible al Glucagón.
Insulina en hígado promueve la actividad fosfodiesterasa
que degrada AMPc
por lo que actúa ANTAGONIZANDO
la acción de glucagón
Adrenalina (o epinefrina) en músculo activa síntesis de AMPc
estimulando la glucógenolisis
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GLUCAGÓN INHIBE GLUCOGENOGÉNESIS
INSULINA ESTIMULA GLUCOGENOGÉNESIS
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Asimilación de CO2 en plantas
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Síntesis de almidón
Plástidos:
almacenamiento de corto tiempo: Cloroplastoalmacenamiento de largo tiempo: Amiloplastos
de órganos no fotosintéticos: tubérculos, semillas raíces
Enzimas:
almidón sintasa:(ADP‐glucosa ) forma la cadena lineal de glucosa enzima ramificante: forma las ramificaciones alfa 1‐6 de la amilo‐
pectina
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sintasaAlmidón
Los grupos del sitio activo (Xa
y Xb) atacan nucleofílicamente
la ADP‐glucosa, desplazando ADP y formando una unión covalente con el C1 de la unidad de glucosa
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El OH del C4 de la glucosa unida a Xb
(2) ataca nucleofílicamente
al enlace entre la glucosa y Xaformando un disacárido (alfa 1‐4) unido a Xb, Xaahora libre desplaza ADP de otra ADP‐glucosa y queda unido a la glucosa 3
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El OH de C4 de la glucosa 3 desplaza a Xb
del disacárido y se forma un trisacárido unido a Xa. Xb, ahora libre adquiere un residuo de glucosa de ADPglucosa
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Esta secuencia de adiciones de glucosa al extremo no reductor con Xa
y Xb
unidos en forma alternativa al oligosacárido creciente se repiten hasta que el almidón es separado de la almidón sintasa
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Síntesis de sacarosa
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and the essential cofactor α‐lactalbumin