Estudo Dirigido Bioquímica: metabolismo do glicogênio

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Biologia Química
Estudo dirigido – Metabolismo do Glicogênio
1- Descreva a molécula de glicogênio (estrutura, função, propriedades, etc.).
Principal meio de estoque de glicose. Homopolissacarídeo formado por moléculas de glicose ligadas por ligações glicídicas (α14). Abundante no fígado (até 10% da massa do fígado) também está presente em outros tecidos, como o muscular esquelético (1 a 2% da massa do músculo). Os grânulos de glicogênio são compostos por partículas de glicogênio na forma β (até 55.000 moléculas de glicose). A cada 20 a 40 partículas há a formação de uma rosetas α: observadas após a alimentação mas ausentes em jejum de 24 horas. Nos grânulos de glicogênio encontram-se agregados complexos de glicogênio e as enzimas que o sintetizam e o degradam. Como uma cadeia, o polímero possui 2 extremidades. A formação do anel com a união do C1 com a hidroxila cria um grupo funcional capaz de realizar reações de redução. Assim, no polímero, temos a extremidade redutora e a extremidade não redutora.
2- O que é a extremidade redutora do glicogênio? Quantas extremidades redutoras uma molécula de glicogênio possui?
A molécula de glicogênio possui 2 extremidades redutoras e não redutoras. Não redutora é responsável pela redução de íons metálicos.·.
3- O que é glicogenólise e quais as enzimas que participam desta via metabólicas?
A quebra da molécula de glicogênio ocorre pela ação de 3 enzimas: Glicogênio fosforilase, Enzima desramificadora de glicogênio e Fosfoglicomutase.
4- Descreva como atuam as 3 enzimas que participam da glicogenólise.
Cataliza as reações de quebra das ligações glicosídicas (α1 4) entre os resíduos de glicose da extremidade não redutora, removendo o resíduo e liberando α-D-glicose 1-fosfato. Parte da energia perdida com a quebra da molécula é preservada com a formação da ligação com o fosfato.
5- Qual o destino da glicose 6-fosfato?
No músculo: Glicose 6-fosfato pode entrar na glicólise, fornecendo energia para o músculo.
No fígado: A degradação do glicogênio tem um propósito diferente: Manter o nível de glicose sanguíneo. Para isso, a glicose 6-fosfato precisa ser convertida em glicose.
6-Qual a importância da defosforilação da glicose 6-fosfato e como ocorre?
A enzima glicose 6-fosfatase está presente apenas no fígado e nos rins
É uma proteína integral de membrana de retículo endoplasmático, tendo o sítio ativo voltado para o lúmen do retículo endoplasmático
O transportador T1 leva a glicose 6-fosfato para o lúmen do retículo endoplasmático
A enzima glicose 6-fosfatase hidroliza a glicose 6-fosfato, produzindo Pi e glicose
Os transportadores T2 e T3 liberam a glicose e Pi no citosol, respectivamente
A glicose deixa o hepatócito sendo transportada por GLUT2
Importante: Como a localização da glicose 6-fosfatase é no retículo endoplasmático, ela não metaboliza moléculas produzidas na glicólise (ocorre no citoplasma).
 
7- O que é glicogênese e quais as enzimas participam desta via metabólica?
A glicogênese ocorre pela ação de 5 enzimas:
Hexoquinase (músculo) e glicoquinase (fígado)
Fosfoglicomutase
UDP-glicose pirofosforilase
Glicogênio sintase
Enzima ramificadora
A polimerização do glicogênio ocorre com o auxílio de nucleotídeos de açúcar: UDP
8- Como agem as enzimas da glicogênese?
A glicogênese ocorre em todo tecido animal, especialmente no fígado e no músculo esquelético. Iniciam-se com a formação de glicose 6-fosfato a partir de glicose pelas enzimas: hexoquinase I ou II no músculo; e hexoquinase IV (glicoquinase) no fígado. Em seguida, a glicose 6-fosfato é convertida em glicose 1-fosfato pela fosfoglicomutase.
UDP-glicose pirofosforilase: A glicose 1-fosfato é convertida em UDP-glicose pela ação da enzima UDP-glicose pirofosforilase. A reação condensa a molécula de glicose 1-fosfato à uma molécula de UTP e libera pirofosfatos (PPi)
Glicogênio sintase: A molécula UDP é o substrato da enzima glicogênio sintase. A glicogênio sintase transfere da em UDP-glicose para um dos ramos de uma molécula de glicogênio pré-produzida, formando as ligações glicosídicas (α14).
Enzima ramificadora: A glicogênio sintase não é capaz de fazer as ramificações. Quem faz as ramificações é a enzima ramificadora, chamada glicosil (46) transferase. A enzima ramificadora transfere 6-7 resíduos de um ramo com pelo menos 11 resíduos
9- Qual a importância da utilização de nucleotídeos na glicogênese?
Sua formação é irreversível, tornando-os moléculas estáveis
Sua conformação permite uma melhor ligação com enzimas
Facilitam reações por poder se dissociar da molécula à qual estão ligados
Podem ser usados como marcação de moléculas para diferenciá-las
10- Qual a diferença entre a glicogênese que ocorre no fígado e a que ocorre nos músculos?
Músculo Epinefrina desencadeia “luta-ou-fuga”, com a quebra de glicogênio e fornecimento de energia rápida.
Fígado Glucagon ativa quebra de glicogênio para disponibilização de glicose no sangue.
11- Explique o papel da glicogenina na glicogênese.
A proteína glicogenina é tanto o iniciador quanto a enzima que monta este iniciador. A síntese do iniciador começa com a transferência da glicose do UDP-glicose para a glicogenina. Quando a cadeia de glicídios atinge 8 resíduos, a glicogênio sintase começa a atuar realizando as ligações (α14). A glicogenina permanece ligada à molécula de glicogênio, mesmo depois de finalizada a síntese.
12- Explique como se dá a regulação do metabolismo de glicogênio mediante a ação de glucagon, epinefrina e insulina e como se comportam as enzimas reguladas neste metabolismo.
As principais enzimas no controle do metabolismo de glicogênio (glicogênio fosforilase degradação; e glicogênio sintase síntese) são reguladas por mecanismo alostérico e por modificações covalentes. A atividade de fosforilação e desfosforilação dessas enzimas é o que vai ativar/inibir e aumentar/diminuir suas atividades.
Insulina → É consequente de elevadas taxas de glicose. Assim, a insulina sinaliza que é necessário diminuir a glicose. Ou seja, realizar produção de glicogênio (armazenamento) ou glicólise (gasto). Consequentemente, a insulina age como modulador negativo da glicogenólise (quebra de glicogênio) e da gliconeogênese (produção de glicose)
Glucagon → É consequente de baixas taxas de glicose. Assim, o glucagon sinaliza o que é necessário para disponibilizar a glicose. Ou seja, realizar produção de glicose (gliconeogênese) ou quebra de glicogênio (glicogenólise) Consequentemente, o glucagon age como modulador negativo da glicólise (quebra de glicose) e da glicogênese (produção de glicogênio