Aula - Met de carboidratos - gliconeo.met de glicogênio.2023

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Metabolismo de carboidratos
Profa. Joséli Schwambach
Universidade de Caxias do Sul
Área de Conhecimento de Ciências da Vida
Bioquímica Metabólica – FBB5002
Gliconeogênese
GLICONEOGÊNESE
GLICONEOGÊNESE
- Via ANABÓLICA – utiliza energia proveniente do ATP, NADH e 
NADPH para sintetizar componentes celulares a partir de 
precursores simples;
- Via redutora e não oxidativa;
- É uma via universal encontrada em animais, vegetais, fungos e 
microrganismos;
- O contexto metabólico e a regulação da via apresentam 
variações de acordo com a espécie em questão;
- A glicólise e a gliconeogênese compartilham reações, mas, 
existe reações exclusivas para cada uma das vias; 
- Sete das 10 reações enzimáticas da gliconeogênese são 
inversões das reações da glicólise;
- As vias são reguladas de forma recíproca, quando uma está 
funcionando a outra permanece inibida;
- Na gliconeogênese a formação de glicose se dá a partir de 
outros precursores que não a glicose;
- Biossíntese de glicose: é uma necessidade absoluta nos 
mamíferos.
§ Cérebro – 120 g/dia
- Síntese de glicose acontece a partir de precursores não 
glicídicos: Piruvato, Lactato, Aminoácidos e Glicerol
- Ocorre principalmente no fígado e em menor proporção nos 
rins;
- Utiliza a maioria das enzimas que atuam na glicólise.
GLICONEOGÊNESE
A fonte de piruvato e oxaloacetato para a 
gliconeogênese durante o jejum ou baixa ingestão de 
carboidratos é o catabolismo de aminoácidos. 
 Alguns aminoácidos são catabolizados para piruvato, 
oxaloacetato ou precursores destes. 
 Proteínas musculares podem ser quebradas para 
gerar aminoácidos. Estes são transportados para o fígado, 
onde são desaminadas e convertidas em precursores da 
gliconeogênese. 
 O glicerol, derivado da hidrólise de triacilgliceróis em 
adipócito, possui um papel importante na gliconeogênese. 
GLICONEOGÊNESE
todos podem ser oxidados a
oxaloacetato
Citrato
Isocitrato
a-cetoglutarato
Succinato
Succinil-CoA
Fumarato
Malato
GLICONEOGÊNESE: Metabólitos intermediários
- Além do PIRUVATO e LACTATO, outros precursores também
podem participar da via gliconeogênica:
- Intermediários do ciclo do ácido cítrico (CAC).
A glicólise e a gliconeogênese são ambas espontâneas.
 
Se ambas as vias estão ativas simultaneamente na célula, 
geram um chamado “ciclo fútil" que gasta energia. 
Para previnir o ciclo fútil, tanto a glicólise quanto a 
gliconeogênese devem ser reciprocamente reguladas.
Glicólise: 
glicose + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi à 2 piruvato + 2 NADH + 2 ATP
Gliconeogênese: 
2 piruvato + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP à glicose + 2 NAD+ + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi
GLICONEOGÊNESE
GLICONEOGÊNESE
Reação 1
Desvios das Reações Irreversíveis
Requer a participação de 
enzimas existentes tanto no 
citosol quanto na mitocôndria.
PRIMEIRA REAÇÃO DE CONTORNO
Conversão do piruvato em fosfoenolpiruvato
Consumo de dois grupos fosfato 
de alta energia – ATP/GTP
Desvios das Reações Irreversíveis Reação 1
Reação 2
SEGUNDA REAÇÃO DE CONTORNO
Conversão da frutose 1,6 bifosfato em frutose 6-fosfato
Desvios das Reações Irreversíveis
Frutose-1,6-bifosfatase
PFK-1
Para previnir o ciclo fútil, tanto a glicólise quanto a gliconeogênese devem ser 
reciprocamente reguladas.
Controle local inclui regulação alostérica recíproca por nucleotídeos de adenina. 
w Fosfofrutocinase (glicólise) é inibida por ATP e estimulada por AMP.
w Frutose-1,6-bisfosfatase (gliconeogênese) é inibida por AMP.
Isto assegura que quando o ATP está alto (AMP baixo), a glicose não é degradada para 
fazer ATP. Quando o ATP está baixo (AMP alto), a célula não gastará energia para 
sintetizar glicose. 
Reação 3
TERCEIRA REAÇÃO DE CONTORNO
Conversão da glicose-6-fosfato em glicose livre
Desvios das Reações Irreversíveis
Glicose-6-fosfataseHexocinase
Coordenação da regulação da 
gliconeogênese e da glicólise
• Regulação da
quantidade de 
enzimas
• Jejum: glucagon, cortisol
– Induz enzimas gliconeogênicas
– Reprime as enzimas glicolíticas
– O fígado sintetiza glicose
• Saciedade: insulina
– Induz enzimas glicolíticas
– Reprime as enzimas
gliconeogênicas
– O fígado usa a glicose
Síntese de glicogênio
Glicogênese
VIA GLICOGÊNICA 
GLICOSE 
Armazenamento 
Glicogênio (animais, 
microrganismos) 
Amido (vegetais)
Distribuição 
Glicose (animais)
Sacarose (vegetais)
Trealose (fungos) 
VIA GLICOGÊNICA
Formação de glicogênio
- Principal polissacarídeo de ARMAZENAMENTO das células animais
- Polímero formado por:
 Uma cadeia principal com unidades de glicose em ligação (a1- 4);
 
 A cada 8 a 10 resíduos da cadeia principal, ocorrem ramificações 
com ligação glicosídica (a 1-6)
- OCORRÊNCIA:
 - Fígado – Glicogênio funciona como um reservatório de glicose 
fácil de ser convertido em glicose sangüínea;
 Hepatócitos – grânulos (enzimas para síntese e degradação)
 - Músculo esquelético: Glicogênio é quebrado (glicólise) para 
fornecer ATP – contração muscular
VIA GLICOGÊNICA
Formação de glicogênio
REAÇÃO CHAVE para a
formação de glicogênio
Doador de 
resíduos de 
glicose para a 
formação do 
glicogênio
Formação de UDP a partir da UDP-
fosforilase pirofosforilase (UTP)
Glicose-1-fosfato + UTP UDP-glicose +PPi
VIA GLICOGÊNICA: Formação de glicogênio
- Transferência do resíduo glicosidil da UDP-glicose para uma
extremidade não redutora da molécula de glicogênio.
- Não é ativa sem um molde pré-existente da molécula de glicogênio
com ligações 1-4, ou ao menos um ramo com no mínimo oito resíduos de
glicose.
- Não pode fazer as ligações de ramificações 1-6 (encontradas nos
pontos de ramificação do glicogênio).
Amilo (1-4) a (1-6) transglicosilase ou glicosil (4-6) transferase:
- Catalisa a transferência de um fragmento terminal de seis ou sete
resíduos de glicose da extremidade nao redutora de uma ramificação do
glicogênio que tem pelo menos 11 resíduos para o grupo hidroxila do C-6
de um resíduo de glicose nessa mesma cadeia, ou em outra cadeia da
molécula de glicogênio, criando uma nova ramificação.
Glicogênio sintase:
Formação de glicogênio: Ramificações 1-6
- Maior solubilidade.
 - Aumento do número de extremidades não redutoras (molécula de 
glicogênio mais acessível as duas enzimas - ambas trabalham com 
extremidades não redutoras.)
Importância das ramificações
Molde pré existente –
Glicogênio sintase
Glicogenina: 
 - Proteína (funciona como molde inicial para 
o primeiro resíduo de glicose).
 - Catalisadora da síntese de uma molécula 
nascente de glicogênio com até oito resíduos de 
glicose.
Glicogênio sintase
Regulação da glicogênio sintase 
- Desfosforilada – 
(forma ativa) 
glicogênio sintase a
- Fosforilada – 
( ativa) 
glicogênio sintase b
Degradação do glicogênio
Glicogenólise
Três enzimas:
1.Fosforilase do 
glicogênio
2.Enzima de 
desramificação
3.Fosfoglicomutase
Quebra da ligação 
glicosídica (a1®4), 
Glicogenólise
Primeiro momento
a-D-glicose-1-fosfato
Pi
(remoção do resíduo 
terminal de glicose)
O piridoxal fosfato é 
um co-fator essencial 
na reação da 
fosforilase do 
glicogênio.
Fosforilase do glicogênio:
até quatro resíduos antes de
uma ramificação a 1 6.
Enzima de desramificação
Catalisa DUAS reações
sucessivas que removem as
ramificações a 1 6
Glicogenólise
Segundo momento
Destinos metabólicos
Músculos: glicólise produção de ATP.
Fígado: manter constante a concentração de 
glicose sangüínea pela produção e exportação 
de moléculas de glicose para os tecidos.
Regulação da Fosforilase 
do glicogênio
Glicogenólise: Destinos Metabólicos
Regulação da glicogênio fosforilase 
A glicogênio fosforilase e a glicogênio 
sintase são reguladas reciprocamente 
por esse ciclo de fosforilação-
desfosforilação; quando uma enzima 
é estimulada, a outra é inibida.
Regulação recíproca de glicogênese e 
glicogenólise