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Metabolismo de Glicogênio
Descreva a molécula de glicogênio (estrutura, função, propriedades, etc).
O glicogênio é o principal polissacarídeo de armazenamento das células animais. É um polímero de subunidades de glicose ligadas por ligações (α 14), com ligações (α 16) nas ramificações; o glicogênio porém é mais ramificado extensivamente (em média a cada 8 ou 12 resíduos) e é mais compacto do que o amido. O glicogênio é especialmente abundante no fígado onde pode constituir até 7% do peso líquido e também está presente no músculo esquelético. Nos hepatócitos o glicogênio é encontrado em grandes grânulos que são agrupamentos de grânulos menores, compostos por moléculas únicas de glicogênio, altamente ramificadas. Tais grânulos de glicogênio também contém, firmemente ligadas, as enzimas responsáveis pela síntese e degradação do glicogênio.
O glicogênio do músculo fornece uma fonte de energia rápida para o metabolismo aeróbio e anaeróbio. O glicogênio muscular pode ser gasto em menos de uma hora em atividade intensa. O glicogênio hepático serve como um reservatório de glicose para outros tecidos quando não há glicose disponível (entre as refeições ou no jejum); isto é especialmente importante para os neurônios que não podem usar ácidos graxos como combustível.
O que é a extremidade redutora do glicogênio? Quantas extremidades redutoras uma molécula de glicogênio possui?
O glicogênio é uma molécula ramificada, constituída por unidades de glicose que são polimerizadas e formam ligação glicosídicas 1-4, e por uma unidade extremidade redutora para ramificação, onde a ligação é 1-6.
Quando o glicogênio é armazenado como fonte de energia as unidades de glicose são removidas uma de cada vez a partir das extremidades não redutoras. Como cada ramificação do glicogênio termina com uma unidade de açúcar não redutora uma molécula de glicogênio com n ramificações possui n + 1 extremidades não redutoras, mas apenas uma extremidade redutora.
O que é glicogenólise e quais as enzimas que participam desta via metabólicas?
A glicogenólise é a degradação do glicogênio . No músculo esquelético e no fígado as unidades de glicose das ramificações externas do glicogênio entram na via glicolítica pela ação de 3 enzimas: glicogênio fosforilase, enzima de desramificação do glicogênio e fosfoglicomutase. 
Descreva como atuam as 3 enzimas que participam da glicogenólise.
 A glicogênio-fosforilase catalisa a reação na qual uma ligação glicosídica (α 14) entre dosi resíduos de glicose em uma extremidade não redutora do glicogênio é atacada por um fosfato inorgânico (Pi) removendo o resíduo terminal na forma de α-D-glicose-1-fosfato. Na fosforólise parte da energia da ligação glicosídica é preservada pela formação do éster de fosfato, glicose-1-fosfato.
O piridoxal fosfato é um cofator essencial na reação da glicogênio-fosforilase; seu grupo fosfato atua como um catalisador ácido geral, promovendo o ataque do Pi sobre a ligação glicosídica. A glicogênio fosforilase age repetidamente sobre as extremidades não redutoras das ramificações do glicogênio até que alcance um ponto a quatro resíduos de glicose de um ponto de ramificação (α 16), onde sua ação é interrompida. A degradação pela glicogênio-fosforilase continua somente depois que a enzima de desramificação, ou oligo(α 16) a (α 14)glican-transferase, catalisa duas reações sucessivas que removem as ramificações. Logo que as ramificações são removidas e o resíduo glicosil na posição C-6 pe hidrolisado a atividade da glicogênio-fosforilase pode continuar.
A glicose-1-fosfato, o produto final da reação da glicogênio fosforilase, é convertida em gliose-6-fosfato pela fosfoglicomutase. A glicose-6-fosfato formada no músculo esquelético a partir do glicogênio pode entrar na glicólise e serve como uma fonte de energia para a contração muscular. No fígado a degradação do glicogênio serve para liberar glicose para o sangue no jejum.
Qual o destino da glicose 6-fosfato? 
A glicose-6-fosfato formada no músculo esquelético a partir do glicogênio pode entrar na glicólise e servir como uma fonte de energia para a contração muscular. No fígado a degradação do glicogênio serve para liberar glicose para o sangue quando o nível de glicose sanguínea diminui.
Qual a importância da defosforilação da glicose 6-fosfato e como ocorre?
A defosforilação da glicose-6-fosfato ocorre pela glicose-6-fosfatase. Esta enzima está presente no fígado e no rim, mas não em outros tecidos. É uma proteína integral de membrana e tem seu sítio ativo voltado par o lúmen do retículo endoplasmático. A glicose-6-fosfato formada do citosol é transportada para o lúmen do retículo por um transportador e é hidrolisada na superfície lumenal pela glicose-6-fosfatase. Acredita-se que os produtos resultantes, Pi e glicose, sejam transportados de volta para o citosol por dois transportadores diferentes, e a glicose deixa o hepatócito pelo transportados GLUT2, na membrana plasmática.
OBS.: Por ter o sítio ativo da enzima no lúmen do retículo endoplasmático a célula separa esta reação do processo de glicólise, que acontece no citosol e poderia ser abortado pela ação da glicose-6-fosfatase.
O que é glicogênese e quais as enzimas participam desta via metabólica?
Glicogênese é a síntese do glicogênio ocorre em quase todos os tecidos animais, mas é mais importante no fígado e no músculo esquelético. O ponto de partida para a síntese do glicogênio é a glicose-6-fosfato. As enzimas que participam desta via metabólica são: Fosfoglicomutase, UDP-glicose-pirofosforilase, Glicogênio-sintase e pela Enzima de ramificação.
Como agem as enzimas da glicogênese? 
Para iniciar a síntese do glicogênio a glicose-6-fosfato é convertida em glicose-1-fosfato na reação da fosfoglicomutase, a primeira enzima da reação. O produto desta reação é convertido em UDP-glicose pela ação da UDP-glicose-pirofosforilase, em uma etapa chave da síntese do glicogênio.
A UDP-glicose é o doador imediato dos resíduos de glicose na reação catalisada pela glicogênio-sintase, que promove a transferência da glicose da UDP-glicose para uma extremidade não redutora de uma molécula ramificada de glicogênio.
A glicogênio sintase não pode formar ligações (a 16) encontradas nos pontos de ramificação do glicogênio, as quais são formadas pela enzima de ramificação, ou amilo(14) a (16)transglicosilase, ou glicosil (46) transferase. A enzima de ramificação do glicogênio catalisa a transferência de um fragmento terminal de 6 a 7 resíduos de glicose da extremidade não redutora de uma ramificação de glicogênio, contendo pelo menos 11 resíduos, para o grupo hidroxil C-6 de um resíduo de glicose em uma posição mais interna da mesma ou de outra cadeia de glicogênio, criando, assim, uma nova ramificação. Resíduos adicionais de glicose podem ser ligados à nova ramificação pela glicogênio-sintase. 
O efeito biológico da ramificação é tornar a molécula mais solúvel e aumentar o número de sítio acessíveis à glicogênio-fosforilase e à glicogênio-sintase, as quais agem somente nas extremidades não redutoras.
Qual a importância da utilização de nucleotídeos na glicogênese?
A importância da utilização de nucleotídeos de açúcar nas reações biossintéticas se deve à várias propriedades:
Sua formação é matabolicamente irreversível, contribuindo para irreversibilidade das vias biossintéticas em que são intermediários. 
Pela “marcação” de algumas hexoses com grupos nucleotidil as células podem deixa-las confinadas em um reservatório para uma finalidade (ex.: síntese de glicogênio), separadas das hexoses fosfato destinadas a outra finalidade (como a glicólise).
Assim como o fosfato, o grupo nucleotidil (UMP ou AMP, por exemplo) é um excelente grupo de fácil eliminação, facilitando o ataque nucleofílico pela ativação do carbono do açúcar ao qual está ligado.
Embora as transformações químicas dos nucleotídeos de açúcar não envolvam os átomos do próprio nucleotídeo, esta parte da molécula tem muitos grupos que podem interagir covalentemente com enzimas;a energia livre adicional de ligação pode contribuir de modo significativo para a atividade catalítica.
Qual a diferença entre a glicogênese que ocorre no fígado e a que ocorre nos músculos?
Nos vertebrados o glicogênio é encontrado principalmente no fígado e no músculo esquelético. O glicogênio no músculo fornece uma fonte de energia rápida para o metabolismo aeróbio e anaeróbio. O glicogênio muscular pode ser gasto em menos de uma hora durante atividade intensa. O glicogênio hepático serve como um reservatório de glicose para outros tecidos, quando não há glicose disponível (entre as refeições ou no jejum); isto é especialmente importante para os neurônios que não podem utilizar ácidos graxos como combustível.
Explique o papel da glicogenina na glicogênese.
A glicogenina é o inciador sobre o qual são montadas novas moléculas de glicogênio. A glicogênio-sintase não consegue iniciar uma cadeia de glicogênio “de novo”. Ela necessita de um iniciador, geralmente uma cadeia poliglicosídica em (a 14), ou uma ramificação que tenha, pelo menos, oito resíduos de glicose. A proteína glicogenina é ao mesmo tempo o iniciador sobre o qual são montadas novas cadeias e a enzima que catalisa esta montagem. A primeira etapa na síntese de uma nova molécula de glicogênio é a transferência de um resíduo de glicose da UDP-glicose para o grupo hidroxil da Tyr194 da glicogenina, catalisada pela atividade da glicosil transferase intrínseca da proteína.
A cadeia nascente se alonga pela adição sequencial de mais de sete resíduos de glicose, cada um derivado de uma UDP-glicose; as reações são catalisadas pela atividade de extensão da cadeia da glicogenina. Neste ponto, a glicogênio-sintase age, alongando ainda mais a cadeia de glicogênio. A glicogenina permanece escondida dentro da partícula β, unida covalentemente à única extremidade não redutora da molécula de glicogênio. 
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.
Após a ingestão de uma refeição rica em carboidratos a elevação da glicose sanguínea provoca a liberação de insulina. Nos hepatócitos a insulina ativa a gliocogênio-sintase. A PP1 (Fosfoproteína-fosfatase) inativa a glicogênio-fosforilase, interrompendo a degradação do glicogênio. A glicose entra no hepatócito por meio do transportados GLUT2, presente na membrana plasmática, é fosforilada pela Hexocinase IV, estimulando a glicólise e fornecendo o precursor para a glicogênese. Sob estas condições os hepatócitos usam o excesso de glicose do sangue para sintetizar glicogênio, até o limite de 10% do peso total do fígado.
Entre as refeições, ou durante o jejum prolongado, a queda da glicose sanguínea provoca aliberação de glucagon, o qual, ativa a PKA. A PKA medeia todos os efeitos do glucagon, ela fosforila a fosforilase-cinase, ativando-a e levando à ativação da glicogênio-fosforilase; a glicogênio fosforilase fosforila a glicogênio-sintase, inativando-a bloquendo a síntese de glicogênio; ela (PKA) fosforila a PFK2/FBPase2, levando a uma redução na concentração do regulador frutose-2,6-bifosfato que tem o efeito de inativar a PFK1 e de estimular a gliconeogênese, através da FBPase1; e ela fosforila e inativa a enzima glicolítica piruvato-cinase. Sob estas condições o fígado produz glicose-6-fosfato pela degradação do glicogênio e pela gliconeogênese e para de usar glicose na glicólise ou na síntese de glicogênio, maximizando a quantidade de glicose que pode liberar para o sangue. Esta liberação de glicose é possível somente no fígado e no rim, pois outros tecidos não têm glicose-6-fosfatase.
LENINGHER; 5º EDIÇÃO.