Glicogênio e Via das Pentoses - resumo de aula

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Glicose 
  
Glicogênese  G6P → via das pentoses 
  
 Via glicolítica 
 
Essas vias metabólicas são ativadas quando a célula não está precisando 
muito de energia no momento. 
Glicogênio – reserva energética pra tecido muscular e células hepáticas (fígado) 
Via das pentoses - via preparatória pra processos sintéticos/anabólicos 
 
GLICOGÊNIO 
 Estrutura: 
 - Hepatócitos e miócitos (tec. Muscular) 
 - Ramificações a cada 10-12 resíduos: 
- Várias extremidades de acesso, facilitando a ação de várias enzimas ao 
mesmo tempo; 
- Resposta de energia mais rápida 
 - Polímero de glicose – várias glicoses unidas (~30.000 unidades); 
 - Glicogenina (base proteica estrutural do glicogênio); 
- Ligados linearmente por lig. glicosídicas alfa1,4 e depois, ramificações alfa1,6. 
 
Metabolismo: 
 - Fígado: manutenção da glicemia (SNC, cérebro, hemácias, etc); 
 - Músculo: produzir ATP para contração muscular; 
 - Rota metabólica é a mesma nos dois tecidos: 
 - Fígado: 
* glicose → G6P (degradação-ATP e produção de glicose pra 
manter a glicemia)→ glicose-1-fosfato → glicogênio 
* ENZIMA: glicose-6-fosfatase 
* de 150g, 149g são metabolizadas em forma de glicose: 
 > sobra 1g para o padrão de ramificação 
 
- Músculo: 
* glicose → G6P (degradação-ATP)→ glicose-1-fosfato → 
glicogênio 
*300g de glicogênio muscular, são metabolizadas 100g. 
O glicogênio, mesmo parecendo uma boa reserva de energia, não é, pois é um 
polissacarídeo e agrega água consigo, o que ocupa um volume muito grande. 
 
Metabolismo do glicogênio: 
 - Ativação: 
- G6P → glicose-1-fosfato (pela enzima GLICOMUTASE) → UTP → UDP-
GLICOSE 
SÍNTESE E DEGRADAÇÃO DO GLICOGENIO (citosol): 
 - SÍNTESE: 
 Insulina: durante a alimentação 
 GLICOGÊNESE → formação do glicogênio 
Através da síntese de glicose pelo UDP, a enzima GLICOGÊNIO SINTASE 
(ativada por insulina) insere glicoses na cadeia inicial, na forma alfa1,4; 
A enzima ramificadora identifica entre 6-7 resíduos, corta a ligação alfa-
1,4, e de 10-12 resíduos pra trás, insere na forma alfa1,6. → enquanto 
houver sinal de insulina. 
- DEGRADAÇÃO: 
 Glucagon: após a alimentação 
GLICOGENÓLISE → quebra 
 - inicia com a cadeia ramificada, e pode vir de qualquer extremidade; 
- realizada pela enzima GLICOGÊNIO FOSFORILASE (ativada por 
glucagon) que só quebra ligações alfa1,4 e a glicose sai na forma de 
glicose-1-fosfato → G1P 
- quando chega a 4 resíduos da ramificação, a glicogênio fosforilase não 
quebra mais essas ligações, então, há outras enzimas que agem sobre: 
1ª enzima: glucanotransferase – percebe que o glicogênio 
fosforilase não consegue mais quebrar esse ramo final e pega um 
fragmento de 3 glicoses, quebra a ligação alfa1,4 e leva para o 
ramo linear do lado. Sobra apenas uma glicose de lig alfa 1,6 com 
a cadeia principal. 
2ª enzima: amilo-1,6-glicosidase – somente age quando sobra 
apenas 1 resíduo de glicose ligada com a cadeia principal por lig. 
glicosídica alfa1,6 
 
Via das pentoses (C5) 
 Produção de unidades redutoras (NADPH) e pentoses para duplicação celular; 
 Funções: 
1- Via preparatória para processos biossintéticos (anabólicos – construção de 
moléculas): 
*ácidos graxos, lipídios, colesterol, ácidos nucleicos, aminoácidos, 
hormônios, etc. 
 2- Via para fornecer pentoses (riboses) para duplicação celular: 
 - DNA: ácido desoxiRIBOnucleico 
 RIBO (ribose): AÇÚCAR COM 5 CARBONOS 
 
 
Glicose
G6P
F6P
Glicólise
6-PG
Via das 
pentoses
G1P
Glicogênio
Demanda por NADPH: 
 Vias biossintéticas: 
• Síntese de AG (fígado, adipócitos, glândulas mamárias); 
• Síntese de colesterol (fígado) 
• Síntese de hormônios esteroides (córtex adrenal, ovários, testículos) 
Detoxificação (Cytochrome P450 hepático) 
Redução de GSSG → GSH: 
• Antioxidante em hemácias/eritrócitos 
Produção de radicais superóxido no burst respiratório de células imune 
(neutrófilos) 
FASES: 
 - Fase oxidativa: 
 * O NADPH vem dessa fase; 
* reações de produção de NADPH (unidades/coenzimas redutoras) → 
muito usada em processos biossintéticos (anabólicos) 
 * IRREVERSÍVEL 
* glicose-6-fosfato → PRIMEIRA REAÇÃO - oxidação do G6P e a 
coenzima NADP+ é reduzida à forma de NADPH pela enzima GLICOSE-6-
FOSFATO DESIDROGENASE (G6PDH) gerando a 6-fosfogluconolactona; 
 SEGUNDA REAÇÃO – A 6-fosfogluconolactona é hidrolisada (H2O) a 
6-fosfogluconato pela ação da enzima GLUCONOLACTONASE, que 
quebra a lactona para abrir o anel; 
TERCEIRA REAÇÃO - a partir de uma reação de oxidação do 6-
fosfogluconato para ribulose-5-fosfato, há a redução do NADP+ para 
NADPH e liberação de CO2 (liberação de uma molécula de carbono) pela 
enzima 6-FOSFOGLUCONATO DESIDROGENASE. 
 
COMPLEMENTO: 
A ribulose 5-fosfato é convertida, principalmente, a seu isômero de 
função (aldose) ribose 5-fosfato, pela FOSFOPENTOSE ISOMERASE (FPI), 
e, secundariamente, a seu isômero de posição xilulose 5-fosfato, pela 
FOSFOPENTOSE EPIMERASE (FPE) 
 
Se alguém é 
oxidado, 
alguém 
DEVE ser 
reduzido. 
NADP+/NADPH = fosfato 
de dinucleótido de 
nicotinamida e adenina 
 
 
 
Esquema: 
 
 
 - Fase não-oxidativa: 
 * ou interconversão de açúcares; 
 *Produz ribose-5-fosfato; 
 *reações reversíveis – realimentam glicólise; 
 * a partir da ribulose-5-fosfato; 
* Enzimas envolvidas na interconversão de açúcar: 
• Transcetolase (transfere grupos cetona) – depende do cofator 
TPP (derivado da vitamina B1 - tiamina) 
• Transaldolase (transfere grupos aldeído) 
G6P
6-fosfogluconolactona
6-fosfogluconato
ribulose-5-
fosfato
NADP+ 
NADPH 
H2O 
NADP+ 
NADPH 
CO2 
* Ponto de partida é na ribulose-5-fosfato (fase oxidativa) e é da ribose-
5-fosfato que saem as unidades de ribose para produzir o DNA. 
* As ribuloses-5-fosfato, produzidas na fase oxidativa, são transformadas 
em ribose-5-fosfato pela enzima FOSFOPENTOSE ISOMERASE (FPI) OU 
em xilulose-5-fosfato pela enzima FOSFOPENTOSE EPIMERASE (FPE). 
* Estas pentoses-5-fosfato são recicladas mediante a atividade de 
transcetolases e transaldolases, regenerando glicoses 6-fosfato, que 
podem seguir novamente a fase oxidativa, permitindo a formação 
contínua de NADPH. 
*COMPOSTOS FINAIS: 
* Frutose-6-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato 
 
Condição: o indivíduo acabou de se alimentar e tem nutrientes entrando na corrente 
sanguínea – o sinal é de insulina 
EX: ANÁLISE DA CÉLULA HEPÁTICA 
 
 
 
 
 
 
 
energia 
(1) AMP>ATP 
NÍVEL ADEQUADO DE ENERGIA 
(2) Recuperação 
do nível 
energético 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
 
➔ AMP ≅ ATP 
(3) atingiu o nível máximo 
de energia AMP<ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
 
+38ATP 
+38ATP 
+38ATP 
 
QUAL É O DESTINO DESSA GLICOSE-6-FOSFATO? 
R.: DEPENDE DO NÍVEL ENERGÉTICO 
(1) No caso do gráfico, com AMP>ATP, a célula hepática está desesperada por energia, 
o melhor é descer via glicolítica abaixo para se acoplar com o ciclo de Krebs na 
mitocôndria. 
COMO A CÉLULA PERCEBE QUE ELA TEM QUE JOGAR A G6P PARA BAIXO PARA 
PRODUZIR ENERGIA? 
R.: pela enzima-chave da via glicolítica (PFK1). Ela é ativada por AMP. 
Cada AMP impulsiona a via glicolítica para recuperar seus níveis de 
energia e produzir seus 38ATP. 
(2) com o nível energético recuperado, a condição energética da célula é outra (AMP 
quase que proporcional a ATP) – diminuição dos níveis de AMP e aumento dos níveis de 
ATP. O ATP inibe a PFK1 e nessa etapa, ele começa uma leve inibição da enzima-chave. 
Essa inibição começa a acumular F6P, e como é reversível, começa também o 
acúmulo de G6P. 
A INIBIÇÃO NUNCA PARA A PRODUÇÃO DA GLICOSE, APENAS DIMINUI SUA 
INTENSIDADE. 
(3) atingiu o nível adequado: 
 Acabou a ativação do AMP. 
Ocorre um forte bloqueio no ciclo de Krebs. O ATP inibe a enzima ISOCITRATO 
DESIDROGENASE (IDH), acarretando no acúmulo de isocitrato. E como é 
reversível a reação de citrato paraisocitrato, há também o acúmulo de citrato. 
Na membrana interna da mitocondria, tem um transporador que consegue jogar 
o citrato para fora. O citrato, do lado de fora da mitocondria, causa uma segunda 
inibição da PFK-1. OBS.: SÓ TEM CITRATO NO CITOPLASMA DA CÉLULA QUANDO 
A CELULA ESTÁ NO NÍVEL MÁXIMO DE ENERGIA. 
Desde que glicoses continuem entrando, rapidamente se recupera o nível de 
reserva de glicogênio (glicogênese). É uma importante reserva do fígado, mas ele 
possui um limite, já que agrega agua e esta ocupa um grande espaço. Ao adquirir 
os 150g de glicose hepatica, não há mais como produzir glicogenio. Então é hora 
de jogar para a via das pentoses. 
* Produtos da interconversão de açúcares: 
G3P → DEPOIS DA INIBIÇÃO DA PFK1 → segue o caminho da mitocondria; 
F6P → ANTES DA INIBIÇÃO → F6P se transforma em G6P que segue a via 
das pentoses novamente.