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Gliconeogênese Síntese de glicose a partir de precursores não glicídicos Cérebro – fonte primária de energia glicose (consome 120g de glicose por dia) Hemácias glicose é única fonte de energia Líquidos orgânicos 20g de glicose Glicogênio 190g de glicose Suficiente para um dia!!!! Gliconeogênese = período maior de jejum Fonte de energia para diferentes tecidos Composto Tecido Glicose Ácidos graxos Corpos cetônicos Cérebro* + Hemácias e leucócitos + Medula real + Retina + Mucosa intestinal + Fígado + + Adiposo + + Músculos esqueléticos e cardíaco + + + Córtex renal + + + * O cérebro, no jejum prolongado, torna-se capaz de oxidar corpos cetônicos. Na gliconeogênese ocorre formação de glicose a partir de piruvato • Precursores NÃO glicídicos são transformados em piruvato ou entram na via na forma de intermediários, oxaloacetato e di- hidroxiacetona fosfato • Precursores – lactato, aminoácidos e glicerol • Lactato – formado pelo músculo esquelético quando a velocidade da glicólise excede a do metabolismo oxidativo • lactato piruvatoLactato desidrogenase Na gliconeogênese ocorre formação de glicose a partir de piruvato • Aminoácidos são derivados das proteínas da alimentação e, durante o jejum, degradação de proteínas do músculo esquelético. • Glicerol – degradação dos ácidos graxos • Glicerol Glicerol–fosfato Di-hidroxiacetona fosfato Glicerol quinase Glicerol fosfato desidrogenase A gliconeogênese ocorre no FÍGADO e um pouco no RIM. A gliconeogênese ajuda a manter o nível de glicose no sangue para que tecidos que só usam glicose como fonte de energia possam extrair glicose suficiente para atender as suas demandas metabólicas. Outros compostos gliconeogênicos Glicerol Lactato Piruvato translocase Tricarboxilato translocase Ciclo de Cori O Lactato e a Alanina produzidos pelo músculo em contração são utilizados por outros órgãos A gliconeogênese NÃO é uma reversão da glicólise • Glicólise – glicose piruvato • Gliconeogênese – piruvato glicose • Na glicólise o equilíbrio dinâmico está para formação de piruvato, ocorrendo decréscimo em energia livre em reações catalisadas por: hexoquinase, fosfofrutoquinase e piruvato quinase Produção de ATP!! Consumo de ATP!! Gliconeogênese tem etapas novas Glicólise Glicose Glicose 6-fosfato Frutose 6-fosfato Frutose 1, 6- bifosfato Gliceraldeído 3-fosfato 1,3- Bifosfoglicerato 3- Fosfoglicerato 2- Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Gliceraldeído 3-fosfato + Di-hidroxicetona fosfato Hexoquinase Fosfohexo isomerase Fosfofrutoquinase 1 Aldolase Triosefosfatoisomerase Gliceroldeído 3 fosfato desidrogenase Fosfoglicerato quinase Fosfoglicerato mutase Enolase Piruvato quinase Fosfohexo isomerase Aldolase Triosefosfatoisomerase Gliceraldeído 3 fosfato desidrogenase Fosfoglicerato quinase Fosfoglicerato mutase Enolase GLICOSE 6- FOSFATASE FRUTOSE 1, 6-BIFOSFATASE PIRUVATO CARBOXILASE FOSFOENOELPIRUVATO CARBOXICINASE OXALOACETATO Gliconeogênese x2 -ATP -ATP -GTP -NADH A primeira etapa é a carboxilação do piruvato formando oxaloacetato à custa de 1 ATP O ATP é consumido na carboxilação da biotina, que transfere o grupo -COO- para o piruvato. Piruvato carboxilase é ativada por acetil-CoA. É mitocondrial. Piruvato carboxilase Oxaloacetato é descarboxilado e fosforilado com uso de GTP fora da mitocôndria Piruvato translocase Lancadeira do malato-aspartato Formação de fosfoenolpiruvato depende do substrato Malato desidrogenase mit. Utilizado nas reações subsequentes. Glicólise Glicose Glicose 6-fosfato Frutose 6-fosfato Frutose 1, 6- bifosfato Gliceraldeído 3-fosfato 1,3- Bifosfoglicerato 3- Fosfoglicerato 2- Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Gliceraldeído 3-fosfato + Di-hidroxicetona fosfato Hexoquinase Fosfohexo isomerase Fosfofrutoquinase 1 Aldolase Triosefosfatoisomerase Gliceroldeído 3 fosfato desidrogenase Fosfoglicerato quinase Fosfoglicerato mutase Enolase Piruvato quinase Fosfohexo isomerase Aldolase Triosefosfatoisomerase Gliceraldeído 3 fosfato desidrogenase Fosfoglicerato quinase Fosfoglicerato mutase Enolase GLICOSE 6- FOSFATASE FRUTOSE 1, 6-BIFOSFATASE PIRUVATO CARBOXILASE FOSFOENOELPIRUVATO CARBOXICINASE OXALOACETATO Gliconeogênese Transformação de frutose 1,6-bifosfato em frutose 6-fosfato e ortofosfato é irreversível frutose-1,6-bisfosfate frutose-6-fosfate Frutose-1,6-bisfosfatase CH2OPO32 OH CH2OH H OH H H HO O CH2OPO32 OH CH2OPO32 H OH H H HO O H2O 6 5 4 3 2 1 + Pi Glicólise Glicose Glicose 6-fosfato Frutose 6-fosfato Frutose 1, 6- bifosfato Gliceraldeído 3-fosfato 1,3- Bifosfoglicerato 3- Fosfoglicerato 2- Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Gliceraldeído 3-fosfato + Di-hidroxicetona fosfato Hexoquinase Fosfohexo isomerase Fosfofrutoquinase 1 Aldolase Triosefosfatoisomerase Gliceroldeído 3 fosfato desidrogenase Fosfoglicerato quinase Fosfoglicerato mutase Enolase Piruvato quinase Fosfohexo isomerase Aldolase Triosefosfatoisomerase Gliceraldeído 3 fosfato desidrogenase Fosfoglicerato quinase Fosfoglicerato mutase Enolase GLICOSE 6- FOSFATASE FRUTOSE 1, 6-BIFOSFATASE PIRUVATO CARBOXILASE FOSFOENOELPIRUVATO CARBOXICINASE OXALOACETATO Gliconeogênese Conversão de glicose 6-fosfato à glicose 1-A glicose-6-fosfatase só está presente em fígado e rins. 2-A glicose atravessa a membrana plasmática e é liberada na circulação. 3-A glicose exportada corrige a glicemia. 4-Deficiência na G-6-Pase causa uma doença chamada de von Gierke(grave hipoglicemia). H O OH H OHH OH CH2OH H OH HH O OH H OHH OH CH2OPO32 H OH H H2O1 6 5 4 3 2 + Pi glucose-6-phosphate glucose Glucose-6-phosphatase A geração de glicose livre é um ponto importante de controle Seis nucleotídeos trifosfatados são necessários na gliconeogênese • Estequiometria da gliconeogênese comparada a do reverso da glicólise Gliconeogênese 2 Piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6 H2O glicose + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD + + 2 H+ Go´= -38kJ mol-1 Reverso da Glicólise 2 Piruvato + 2 ATP + NADH + 2 H2O glicose + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ + 2H+ Go´= +84kJ mol-1 A gliconeogênese e a glicólise são reciprocamente reguladas •A glicólise e a gliconeogênese são processos espontâneos. Caso estivessem ocorrendo concomitantemente, haveria um ciclo fútil com desperdício de energia. Se há excesso de energia, a gliconeogênese assume. Quando é necessária energia, a glicólise predomina. Equilíbrio entre glicólise e gliconeogênese no fígado é sensível à concentração sanguínea de glicose • Frutose 2,6-bifosfato estimula fortemente a fosfofrutoquinase e inibe a frutose 1,6-bifosfatase. • Glicose sanguínea baixa – frutose 2,6- bifosfato perde uma fosforila, formando frutose 6-fosfato, que não mais se liga à PFK. Como é controlada a concentração de frutose 2,6-bifosfato para subir e baixar com os níveis sanguíneos de glicose? Duas enzimas: 1-Fosforila frutose 6-fosfato (fosfofrutoquinase 2 – PFK2) 2-Desfosforila frutose 2,6 bifosfato (frutose bifosfatase 2 – FBPase 2) PFK2 e FBPase2 estão presentes em uma única cadeia polipeptídica (domínio regulador N-terminal seguido de quinase e fosfatase. Regulador que reflete o nível de glucagon no sangue Regulação recíproca da gliconeogênese e da glicólise no fígado Glucose-6-P glucose Gliconeogênese Glicólise piruvato ácidos graxos acetil CoA C. cetônicos oxaloacetato citrato Krebs A cargaenergética determina se glicólise ou gliconeogênese será mais ativa! F-2,6-BP AMP ATP Citrato H+ + + - - - F-2,6-BP AMP Citrato - - + F-1,6-BP ATP Alanina - - + ADP- Acetil CoA ADP- + O que controla se a PFK2 ou FBPase2 dominam as atividades da enzima bifuncional no fígado? Atividades de PFK-2 e FBPase-2 são reciprocamente controladas pela fosforilação de uma única serina. Altos níveis de frutose 6-fosfato estimulam a fosfoproteína fosfatase 1. A PFK2 é ativada. A glicólise é estimulada e a gliconeogênese, inibida. Glucagon estimula PKA quando a glicose sanguínea é escassa. A FBPase 2 é ativada. A glicólise é inibida e a gliconeogênese, estimulada. AMPc ETANOL Etanol + NAD+ Acetaldeído + NADH + H+ Acetaldeído + H2O + NAD + Acetato + NADH +2H+ CHOPADA???? Gliconeogênese Síntese de glicose a partir de precursores não glicídicos Na gliconeogênese ocorre formação de glicose a partir de piruvato Na gliconeogênese ocorre formação de glicose a partir de piruvato Outros compostos gliconeogênicos A gliconeogênese NÃO é uma reversão da glicólise Gliconeogênese tem etapas novas Oxaloacetato é descarboxilado e fosforilado com uso de GTP fora da mitocôndria Formação de fosfoenolpiruvato depende do substrato Transformação de frutose 1,6-bifosfato em frutose 6-fosfato e ortofosfato é irreversível Conversão de glicose 6-fosfato à glicose A geração de glicose livre é um ponto importante de controle Seis nucleotídeos trifosfatados são necessários na gliconeogênese A gliconeogênese e a glicólise são reciprocamente reguladas Equilíbrio entre glicólise e gliconeogênese no fígado é sensível à concentração sanguínea de glicose Regulação recíproca da gliconeogênese e da glicólise no fígado O que controla se a PFK2 ou FBPase2 dominam as atividades da enzima bifuncional no fígado?
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