Via das pentoses fosfato

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METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS II
VIA DAS PENTOSES FOSFATO
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Prof. Dr. Thiago Henrique Napoleão
Departamento de Bioquímica – UFPE
E-mail: thiagohn86@yahoo.com.br
O principal destino da glicose 6-fosfato é a degradação glicolítica até piruvato, o qual, em sua maioria, é oxidado através do ciclo dos ácidos tricarboxílicos. Dessa forma, o principal objetivo é a formação de ATP.
Contudo, outras vias metabólicas podem mudar o destino da glicose 6-fosfato para formar produtos especializados necessários para a célula.
Uma via de grande importância é a via das pentoses fosfato ou via do fosfogliconato ou via das hexoses monofosfato.
A via das pentoses fosfato é uma alternativa para o metabolismo da glicose que não resulta na formação de ATP, sendo as suas principais funções:
Formação de NADPH para a síntese de ácidos graxos e esteróides.
Síntese de ribose para a formação dos nucleotídeos e ácidos nucléicos
As reações da via das pentoses fosfato ocorre no citosol.
VIA DAS PENTOSES FOSFATO
As células em divisão rápida (pele, medula óssea e mucosa intestinal) utilizam bastante a via das pentoses fosfato para obter as pentoses que atuarão como precursores para sintetizar RNA, DNA, ATP e coenzimas como NADH, FADH2 e coenzima A.
Nos tecidos que realizam síntese intensa de ácidos graxos (glândula mamária em lactação, tecido adiposo, fígado) ou colesterol e hormônios esteróides (gônadas, glândula adrenal, fígado), a via das pentoses fosfato tem como principal objetivo fornecer o NADPH necessário.
Reação que participa da síntese de ácidos graxos
Reação que participa da síntese do colesterol
Nos eritrócitos e células da córnea e do cristalino, que estão diretamente expostas ao oxigênio (e conseqüentemente aos radicais livres gerados por eles), a via das pentoses fosfato fornece um ambiente altamente redutor (alta razão NADPH/ NADP+) para prevenir ou recuperar o dano oxidativo a proteínas, lipídeos e outras moléculas.
VIA DAS PENTOSES FOSFATO
Em alguns tecidos (ex. músculos), a via das pentoses fosfato termina NA FASE OXIDATIVA, sendo a equação final:
Glicose 6-fosfato + 2 NADP+ + H2O
Ribose 5-fosfato + CO2 + 2 NADPH + 2H+
Nos tecidos que precisam muito mais de NADPH do que ribose 5-fosfato, as pentoses fosfato (formadas após a oxidação da glicose 6-fosfato para formar NADPH) são recicladas em glicose 6-fosfato. 
Essas reações correspondem à FASE NÃO-OXIDATIVA.
REGULAÇÃO DA SEPARAÇÃO DA GLICOSE 6-FOSFATO ENTRE AS VIAS GLICOLÍTICAS E DAS PENTOSES FOSFATO
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
GLICOGÊNIO
- Principal forma de armazenamento de açúcares em muitos microorganismos e animais. 
- Homopolissacarídeo de cadeia ramificada constituído por resíduos de glicose (unidos por ligações α1→4 e α1→6).
GLICOGÊNIO HEPÁTICO
Armazenado em grandes grânulos citosólicos formando agregados e rosetas.
Quantidade armazenada: 90-100 g (aprox. 7% do peso fresco do fígado).
Constitui fonte imediata de mobilização de glicose para a manutenção da glicemia em níveis adequados por até 12-18 h de jejum.
GLICOGÊNIO MUSCULAR
Mobilizado principalmente para síntese de ATP necessário para a contração.
Quantidade armazenada: 300-400 g (aprox. 2% do peso fresco dos músculos esqueléticos).
Exaurido em 1 h de atividade vigorosa.
Principal fonte de energia em uma corrida de velocidade. O produto final após a glicólise anaeróbia é o lactato.
TIPOS DE CADEIAS DO GLICOGÊNIO
O processo de quebra da molécula de glicogênio, gerando glicose 6-fosfato é denominado GLICOGENÓLISE.
O processo de síntese de glicogênio é denominado GLICOGÊNESE.
GLICOGENÓLISE
 Remoção de unidades de glicose das pontas não-redutoras do glicogênio.
 Envolve três etapas:
1) Fosforólise das ligações α1→4 
2) Desramificação
3) Conversão de glicose 1-fosfato em glicose 6-fosfato
Adapatado de: P. Silva “The chemical logic behind... Glycogen synthesis and degradation” , Universidade Fernando Pessoa. http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/glycogen.htm
ETAPA 1: FOSFORÓLISE DO GLICOGÊNIO
Adaptado de : R.A. Horton, L.A. Moran, G. Scrimgeour, M. Perry, D. Rawn. Principles of Biochemistry 4th ed. ©Pearson/Prentice Hall
ETAPA 2: DESRAMIFICAÇÃO
ENZIMA DESRAMIFICADORA
ETAPA 3: CONVERSÃO DA GLICOSE 1-FOSFATO EM GLICOSE 6-FOSFATO
DESTINOS DA GLICOSE 6-FOSFATO
 Músculos: glicólise
- Fígado: hidrólise do grupo fosfato e liberação como glicose livre na corrente sangüínea (GLUT 2)
glicose 6-fosfatase
GLICOGENOSES RELACIONADAS COM DEFICIÊNCIAS DAS ENZIMAS DA GLICOGENÓLISE
Uma das glicogenoses mais comuns
GLICOGENOSES RELACIONADAS COM DEFICIÊNCIAS DAS ENZIMAS DA GLICOGENÓLISE
GLICOGENOSES RELACIONADAS COM DEFICIÊNCIAS DAS ENZIMAS DA GLICOGENÓLISE
Acúmulo de glicogênio em fibras musculares esqueléticas na doença de McArdle (glicogenose tipo V)
OUTRAS DOENÇAS RELACIONADAS COM O ARMAZENAMENTO DE GLICOGÊNIO
Incidência: 1 a cada 100.000-400.000 pessoas
OUTRAS DOENÇAS RELACIONADAS COM O ARMAZENAMENTO DE GLICOGÊNIO
Paciente com doença de Pompe tardia
GLICOGÊNESE
ETAPA 1: CONVERSÃO DA GLICOSE LIVRE EM GLICOSE 1-FOSFATO
ETAPA 2: CONVERSÃO DA GLICOSE 1-FOSFATO EM UDP-GLICOSE
Garrett & Grisham. Biochemistry. Saunders College Publishing
ETAPA 3: EXTENSÃO DA CADEIA A PARTIR DAS PONTAS NÃO-REDUTORAS
NELSON, D.L. & COX, M.M. Lehninger Princípios de Bioquímica. 4ª ed. Sarvier, 2010.
Formação de ligações α1→4 
A glicogênio sintase necessita de um molde previamente existente.
Cadeia pré-formada com no mínimo oito resíduos de glicose unidos por ligações α1→4
Glicogenina
GLICOGENINA
 Possui atividade de hexosiltransferase auto-catalítica.
GLICOGENINA
 Glicogenina 1: expressa nos músculos.
 Glicogenina 2: expressa no fígado e músculo cardíaco.
 Causa: mutações no gene GYG1 (glicogenina 1), resultando na inativação da atividade de autoglicosilação necessária para iniciar a síntese de glicogênio no músculo.
 Manifestações: Fraqueza muscular, presença de glicogenina 1 não glicosilada nos músculos esqueléticos e coração.
DEFEITOS GENÉTICOS DA GLICOGENINA 1
ETAPA 4: RAMIFICAÇÃO
Formação de ligações α1→6 
ENZIMA RAMIFICADORA (Amilo α(1,4→1,6) transglicosidase) 
Garrett & Grisham. Biochemistry. Saunders College Publishing
GLICOGENOSES RELACIONADAS COM DISFUNÇÕES NA GLICOGÊNESE
CONTROLE DO METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
A fosforilase do glicogênio e a glicogênio sintase são reguladas por:
interações alostéricas
modificação covalente (fosforilação), em resposta a:
	- insulina
 - glucagon
 - epinefrina
INTERAÇÕES ALOSTÉRICAS
1) Fosforilase do glicogênio
INTERAÇÕES ALOSTÉRICAS
2) Glicogênio sintase
FOSFORILAÇÃO
1) Fosforilase do glicogênio
FOSFORILAÇÃO
2) Glicogênio sintase
EFEITO DA INSULINA SOBRE O METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
EFEITO DO GLUCAGON SOBRE O METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
β-adrenégico
EFEITO DA EPINEFRINA SOBRE O METABOLISMO DO GLICOGÊNIO NO FÍGADO
EFEITO DA EPINEFRINA SOBRE O METABOLISMO DO GLICOGÊNIO NO MÚSCULO
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