METABOLISMO GLICOGENIO

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Introdução 
Glicogênese, glicogenólise e 
gliconeogênese 
Glicose 6-P glicogênio 
Piruvato 
Oxaloacetato 
Glicerol 
Gliconeogênese Glicogênese 
Glicogenólise 
– sequência e regulação coordenada – 
 
glicogênio 
 Polissacárido; 
 Pouco solúvel (não provoca aumento da pressão osmótica); 
 Bastante ramificado; 
 Constituído exclusivamente por monómeros de glicose unidos entre 
si por ligações 1,4 (e 1,6 nas ramificações): 
 
Glicogênese, glicogenólise e 
gliconeogênese 
Glicose 6-P glicogênio 
Piruvato 
Oxaloacetato 
Glicerol 
Gliconeogênese Glicogênese 
Glicogenólise 
Glicogenólise 
– Esquema geral – 
 
 
 
Glicogenólise 
1ª reação 
 
Remoção de um resíduo de glicose 
terminal de um ramo do glicogênio: 
Glicogenólise 
2ª reação 
 
Desramificação do glicogênio: 
Glicogenólise 
3ª reação 
 
Remoção do resíduo de glicose final 
Glicogenólise 
4ª reação 
 
Conversão da glicose 1-P em glicose 6-P: 
fosfoglicomutase 
Glicogênese 
1ª reação 
 
Conversão da glicose 6-P em glicose 1-P: 
 
 
fosfoglicomutase 
Glicogênese 
2ª reação 
 
Conversão da glicose 1-P em UDP-glicose: 
 
 
Glicogênese 
3ª reação 
 
Ligação da UDP-glicose a uma molécula de glicogênio: 
 
 
glicogênio sintase 
Glicogênese 
Formação de uma molécula nova de 
glicogênio 
 
• Adição de UDP-glicose ao grupo 
hidroxilo da Tyr da glicogenina; 
• Adição de mais 6 resíduos de 
glicose; 
 
Glicogênese 
 A ramificação das cadeias de glicogênio é feita por uma enzima “ramificadora” 
(amilo (1,4) para-(1,6)-transglicosilase ou glicosil-(4–>6)-transferase) 
Glicogênese 
– Estrutura do glicogênio – 
A regulação dá-se essencialmente a nível da glicogênio 
sintase (Glicogênese) e da glicogênio fosforilase 
(glicogenólise). 
Glicogênese e Glicogenólise 
– Regulação – 
 
 
 
Glicogenólise 
– Regulação – 
 
 
 
glicogênio fosforilase é… 
 
…ativada por: 
• Epinefrina 
• Glicagina (fígado) 
• Ca2+ (músculo) 
• [AMP] (músculo) 
 
…inibida por: 
• [ATP] 
• PP1 
• [Glicose] (fígado) 
Glicogênese 
– Regulação – 
 
 
 
glicogênio sintase é… 
 
…ativada por: 
• Insulina 
• [Glicose 6-P] 
• [Glicose] 
 
…inibida por: 
• Glicagina (fígado) 
• Epinefrina 
SÍNTESE E DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO 
1. Esquematizar simplificadamente a estrutura da molécula do glicogênio indicando os terminais não 
redutores, redutor e pontos de ramificação e mostrar as ações das seguintes enzimas envolvidas na 
degradação do polissacarídeo a glicose-6-fosfato: 
a) fosforilase, 
b) transferase (enzima de desramificação), 
c) -1,6-glicosidase, 
d) fosfoglicomutase 
2. Lehninger, Princípios de Bioquímica, Capítulo 20, Problema 9. Escrever a sequência e a reação global 
requeridas para calcular o custo em número de moléculas de ATP necessárias para a conversão de glicose-
6-fosfato citoplasmática em glicogênio e deste de volta a glicose-6-fosfato. Que fração do número máximo 
de moléculas de ATP, que é disponível no catabolismo completo da glicose-6-fosfato, este custo 
representa? 
3. Lehninger, Princípios de Bioquímica, Capítulo 20, Problema 10. Uma amostra de tecido de fígado foi 
obtida "post-mortem" do corpo de um paciente, o qual acreditava-se ser geneticamente deficiente em uma 
das enzimas do metabolismo de carboidratos. Um homogenato da amostra do fígado mostrou as seguintes 
características: 
1. Degradou glicogênio a glicose-6-fosfato 
2. Foi incapaz de sintetizar glicogênio a partir de qualquer açúcar mais simples, ou utilizar galactose como 
fonte de energia, e 
3. Sintetizou glicose-6-fosfato a partir de lactato. Qual das três enzimas seguintes é deficiente? 
a) glicogênio fosforilase, 
b) frutose difosfatase, 
c) UDP-glicose pirofosforilase 
 Fornecer razões para sua escolha 
4. Nível alto de insulina no sangue indica que o organismo está bem nutrido (período logo após a refeição). 
Nível baixo, por outro lado denota estado de jejum. Glucagon age de maneira oposta à de insulina. 
Adrenalina tem ação semelhante à do glucagon. Relacionar estas afirmações com o papel destes hormônios 
na síntese e degradação do glicogênio. 
 
 
5. Existem várias doenças relacionadas com alterações no metabolimo do 
glicogênio. Nestas doenças certas enzimas são produzidas em forma 
defeituosa, ou em quantidade deficientes ou mesmo não são produzidas. 
 Indicar, nos casos assinalados, na sequência das reações 
metabólicas, o passo que é afetado e o que isto implica na síntese e/ou 
degradação do glicogênio. 
 nome da doença enzima deficiente 
 Von Gierke glicose-6-fosfatase 
 Cori -1,6-glicosidase 
 McArdle fosforilase de músculo 
 Andersen enzima ramificadora 
– sequência, regulação não hormonal e pontos comuns – 
e diferentes com a glicólise 
Glicogênese, glicogenólise e 
gliconeogênese 
Glicose 6-P glicogênio 
Piruvato 
Oxaloacetato 
Glicerol 
Gliconeogênese Glicogênese 
Glicogenólise 
Gliconeogênese 
- Precursores do piruvato - 
Gliconeogênese 
- comparação com Glicólise - 
A gliconeogênese e glicólise não são exatamente 
idênticas: 
 
• A gliconeogênese não ocorre só no citosol; 
 
• Sete das dez reações da glicólise são reversíveis 
(∆G ≈ 0) e inversas às da gliconeogênese; 
 
• As restantes três são irreversíveis (∆G << 0 – muito 
exergónicas) => são necessárias enzimas e reações 
diferentes ; 
 
 
Gliconeogênese 
- comparação com Glicólise - 
Reações globais: 
 
Gliconeogênese 
 
 
 
Glicólise 
 
 
 
 
1) Conversão do piruvato em fosfoenolpiruvato (PEP); 
 
2) Conversão frutose 1,6-bisfosfato em frutose 6-fosfato; 
 
3) Conversão da glicose 6-fosfato em glicose. 
Gliconeogênese 
- Reações Irreversíveis - 
Gliconeogênese 
- Reações Irreversíveis - 
1) Conversão do piruvato em 
fosfoenolpiruvato (PEP): 
 
Via principal: inicia-se na 
mitocôndria; o piruvato provém do 
citosol ou da transaminação da 
alanina; 
 
 
 
Gliconeogênese 
- Reações Irreversíveis - 
1ª reação: 
 
 
 
A piruvato carboxilase é uma enzima da 
mitocôndria que requer a biotina como 
coenzima (transportador de HCO3
– 
ativado). 
 
2ª reação: 
 
 
 
 
Necessita de NADH mitocondrial. 
 
Piruvato 
carboxilase 
Malato 
desidrogenase 
mitocondrial 
Gliconeogênese 
- Reações Irreversíveis - 
3ª reação (no citosol): 
 
 
 
 
É formado NADH citosólico 
 
4ª reação: 
 
 
 
 
A PEP carboxicinase citosólica requer 
Mg2+. 
 
Malato 
desidrogenase 
citosólica 
PEP 
carboxicinase 
citosólica 
Gliconeogênese 
- Reações Irreversíveis - 
Via principal: 
 
reação global: 
 
 
 
 
∆G = -25 kJ/mol => reação irreversível 
 
Permite que NADH seja “transportado” da 
mitocôndria para o citosol 
Gliconeogênese 
- Reações Irreversíveis - 
Via Alternativa: 
 
Utiliza o lactato como precursor. 
 
1. Lactato é convertido a piruvato pela 
lactato desidrogenase (com formação de 
NADH); 
2. Piruvato entra na mitocôndria e é 
convertido a oxaloacetato pela piruvato 
carboxilase; 
3. Oxaloacetato é convertido em PEP pela 
PEP carboxicinase mitocodrial e passa para o 
citosol. 
 
Gliconeogênese 
- Reações Irreversíveis - 
2) Conversão frutose 1,6-bisfosfato 
em frutose 6-fosfato: 
 
 
 
A Frutose 1,6-bisfosfatase é Mg2+ 
dependente. 
 
Frutose 
1,6-bisfosfatase 
Gliconeogênese 
- Reações Irreversíveis - 
3) Conversão da glicose 6-fosfato 
em glicose: 
 
 
 
 
A Glucose 6-fosfatase é ativada por Mg2+ e só 
se encontra nascélulas hepáticas e 
renais. 
Glucose 
6-fosfatase 
Gliconeogênese 
- Reações Irreversíveis - 
 Os ciclos da glicose ‐ lactato (ciclo de Cori) e glicose ‐ 
alanina são casos especiais da gliconeogênese, entre 
tecidos especialmente carenciados em glicose e o tecido 
hepático; 
Gliconeogênese 
- Casos especiais - 
Gliconeogênese 
- Ciclo da glicose – alanina - 
Gliconeogênese 
- Ciclo da glicose – lactato - 
(ciclo de Cori) 
 
Gliconeogênese 
- regulação alostérica - 
Piruvato carboxilase 
 Promovida pela acetil-CoA 
 
 [acetil-CoA] : 
• Devido à degradação de AG em grande quantidade ; 
• As necessidades energéticas da célula estão satisfeitas 
 fosforilação oxidativa [NADH] ciclo Krebs 
 Inibida por ADP 
 
Frutose 1,6-bisfosfatase 
 Inibida por AMP 
 Inibida por frutose 2,6-fosfato