UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS ENGENHARIA DE PESCA DISCIPLINA: BIOQUIMICA METABOLISMO DO GLICOGÊNIO E GLICONEOGÊNESE Dra. Talita Espósito
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