Metabolismo Glicogênio 2014

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Metabolismo do 
Glicogênio 
Glicogênio � Glicose = Glicogenólise 
Glicose � Glicogênio = Glicogênese 
Carboidratos Alimentares Glicose Glicose - 6 - fosfato 
Glicose - 1 - fosfato Glicogênio 
Glicólise 
Ácido Pirúvico 
C iclo de Krebs 
Cadeia respiratóri a 
Produç ão de CO 2 
e H 2 O e 
ENERGIA (ATP) 
Metabolismo do Glicogênio 
Glicose Glicogênio = Glicogênese 
x 
Glicogênio Glicose = Glicogenólise 
Metabolismo do Glicogênio Glicogênese 
•� É o processo bioquímico que transforma a glicose em 
glicogênio. 
•� Ocorre virtualmente em todos os tecidos animais, mas é 
proeminente no fígado e músculos (os músculos 
apresentam cerca de 4 vezes mais glicogênio do que o 
fígado em razão de sua grande massa). 
•� O músculo armazena apenas para o consumo próprio, e 
utiliza principalmente durante o exercício quando há 
necessidade de energia rápida 
•� O glicogênio é uma fonte imediata de glicose para os 
músculos quando há a diminuição da glicose sangüínea 
(hipoglicemia). 
•� O glicogênio fica disponível no fígado, podendo aumentar 
o nível de glicose imediatamente disponível entre 
refeições ou durante atividade metabólica. 
•� Formam grânulos citoplasmáticos distintos que contêm a 
maioria das enzimas necessárias para a síntese e 
degradação do glicogênio 
•� O glicogênio é um homopolissacarídeo de cadeia 
ramificada 
•� A ligação glicosídica principal é uma ligação �1�4 
•� A cada oito a doze resíduos glicosil, existe uma 
ramificação contendo uma ligação �1�6 
�� Glicogênio 
Polissacarídios de Reserva 
Carboidratos 
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•� É sintetizado a partir de moléculas de glicose-6-fosfato (G6P) 
•� A G6P deve ser convertida a G1P pela fosfoglicomutase, e então, na 
presença de UTP, liga-se ao difosfato de uridina (UDP), formando 
UDP-glicose, fonte de todos os resíduos glicosil que são adicionados à 
molécula de glicogênio em formação 
•� Sendo assim, a UDP-glicose é sintetizada a partir da glicose 1-fosfato e 
UTP, pela UDP-glicose pirofosforilase 
•� O pirofosfato (PPi), o segundo produto da reação, é hidrolisado a dois 
fosfatos inorgânicos (Pi) pela pirofosfatase 
�� A glicose-6-fosfato deve ser convertida a glicose-1-fosfato pela 
fosfoglicomutase, tendo como intermediário da reação, a glicose 1,6-
bifosfato 
•� O substrato para a síntese de glicogênio é a UDP-
glicose; 
•� A enzima Glicogênio sintase necessita de um 
“primer”, ou seja, um resíduo, por onde começar, o 
qual deve ser formado por pelo menos quatro 
moléculas de glicose; 
•� A proteína Glicogenina é a responsável pela 
formação desta pequena cadeia. A ela se liga o 
primeiro resíduo de glicose. 
•� A Glicogênio sintase se liga à cadeia de glicogenina 
(que permanece unida àquele primeiro resíduo de 
glicose), estendendo a cadeia. 
•� Quando o glicogênio estiver grande o bastante, a 
enzima Glicogênio sintase é deslocada. 
Glicogênese 
•� Se nenhuma outra enzima atuasse sobre a 
cadeia, a estrutura resultante seria uma 
molécula linear de resíduos glicosil unidos 
por ligações � 1�4 (encontrado em tecidos 
vegetais – a amilose) 
•� As ramificações do glicogênio o torna uma 
molécula muito mais solúvel do que a 
amilose, além de aumentar o número de 
extremidades não-redutoras, as quais novos 
resíduos glicosil podem ser adicionados ou 
removidos, tornando a molécula mais 
versátil 
Estrutura do glicogênio 
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•� As ramificações da cadeia são sintetizadas pela enzima 
amilo-(1,4�1,6)-transglicosidase (enzima ramificadora) 
•� Esta enzima transfere uma cadeia de cinco a oito 
resíduos glicosil da extremidade não-redutora da cadeia 
linear a outro resíduo da cadeia, ligando-o por uma 
ligação �1�6 
•� Ambas as cadeias podem ser alongadas pela glicogênio 
sintase 
Glicogênese 
Glucose-6-phosphate 
Fosfoglicomutase 
Glucose-1-phosphate 
Uridine diphosphate glucose 
Glicogênio sintase 
Glycogen 
Glicogênese 
Peso Relativo Massa Total 
Glicogênio Hepático 4,0 % 72 g (1) 
Glicogênio Muscular 0,7 % 245 g (2) 
Glicose extracelular 0,1 % 10 g (3) 
TOTAL - 327 g 
Quantidade de glicose disponível para o ser humano, 
levando em considerações as reservas hepáticas e 
musculares de glicogênio 
Glicogênese 
Glicose 
Fosfoglicomutase UDP-glicose 
pirofosforilase 
Glicogênio 
sintase 
Hexoquinase 
Glicogenólise 
•� O glicogênio pode ser degradado enzimaticamente 
para a obtenção de glicose para entrar nas rotas 
oxidativas visando a obtenção de energia. 
•� A glicogenólise possui controle endócrino. 
•� O glicogênio é degradado pela ação conjunta de 
três enzimas: Glicogênio fosforilase, Enzima � 1,6 
glicosidase ou desramificadora de glicogênio e 
fosfoglicomutase. 
•� Os estímulos possuem como segundo mensageiro 
o AMP cíclico (AMPc), que é formado a partir do 
ATP sob ação da enzima adenilato-ciclase (inativa 
até que haja o estímulo hormonal). 
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Degradação de Glicogênio 
•� Glicogênio Fosforilase: 
–�Esta enzima só cliva resíduos de glicose que 
estejam a mais de 4 resíduos de distância de 
uma ramificação. 
–�A ligação glicosídica é entre C-1 da ose terminal 
e o C-4 da adjacente é clivada por ortofosfato 
(fosfato inorgânico (Pi). 
–�Atua no glicogênio sobre os extremos não 
redutores das unidades de glicose � (1,4). 
Glicogenólise 
Glicogênio Amido (amilopectina) 
�� Glicogênio x Amido 
Polissacarídios de Reserva 
Carboidratos 
•� Glicogênio Fosforilase: 
–� (glicogênio)n + Pi�(glicogênio)n-1 + glicose1P 
–�Os produtos finais são unidades de glicose1P 
que pode ser prontamente convertida a 
glicose-6-fosfato. 
Glicogenólise 
•� Enzima transferase e � 1,6 glicosidase ou desramificadora 
de glicogênio: 
–� Transferase transfere três resíduos de glicose de um 
ramo limite para outro ramo (com uma ligação � (1,6), 
que é eliminado por hidrólise, dando como resultado 
glicose livre e glicogênio desramificado. 
–� A hidrólise é catalisada pela 1,6 glicosidase 
•� A glicogênio fosforilase é mais rápida do que a enzima 
desramificadora 
•� Ramos exteriores do glicogênio são degradados muito 
rapidamente no músculo em poucos segundos quando é 
necessária muita energia. 
•� A degradação do glicogênio após este ponto exige a 
enzima desramificadora e é portanto mais lenta, o que 
explica em parte o fato do músculo só poder exercer a sua 
máxima força durante poucos segundos. 
Glicogenólise 
•� As ramificações são removidas por duas reações enzimáticas 
de uma mesma enzima: 
–� A glicosil transferase remove os três resíduos glicosil 
externos ligados a uma ramificação e transfere-os à 
extremidade não-redutora de outra cadeia aumentando seu 
comprimento 
–� A seguir, o resíduo isolado de glicose restante unido por 
uma ligação 1�6 é removido hidroliticamente pela � 
(1�6)-glicosidase, liberando glicose livre 
–� Dessa forma, a cadeia está disponível para degradação 
pela glicogênio fosforilase até 4 unidades glicosil da 
próxima ramificação 
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Glicosil transferase 
�(1�6)-glicosidase 
(Libera 
glicose livre) 
•� Fosfoglicomutase: cataliza a isomerização de glicose 
1-P a glicose 6-P e vice-versa 
•� A Glicose 6-fosfato pode ser então utilizada na 
glicólise. 
•� Ao contrário do músculo, o fígado (e, em menor 
extensão o rim) possui glicose-6-fosfatase, uma 
enzima hidrolítica que catalisa a desfosforilação da 
glicose-6-fosfato, o que lhe permite fornecer glicose ao 
resto do organismo 
Glicogenólise 
Metabolismo 
Gliconeogênese 
-� Precursores da glicose 
nos animais 
Regulação do Metabolismo de Glicogênio 
Epinefrina ou Glucagon 
ATP 
AMP 
ciclícoAdenilato 
Ciclase 
Adenilato 
Ciclase 
Transdução do sinal da epinefrina (adrenalina): via 
receptores Beta- adrenérgica 
Síntese do cAMP a partir do 
ATP 
Adenilil ciclase 
6 
Ativação da proteína quinase 
AMP cíclico dependente (PKA) 
Regulação do Metabolismo de Glicogênio 
Epinefrina ou Glucagon 
ATP 
AMP 
ciclíco 
Adenilato 
Ciclase 
Adenilato 
Ciclase 
Proteína 
cinase A 
Proteína 
cinase A 
Fosforilase 
cinase 
Fosforilase 
cinase 
Fosforilase 
B 
Fosforilase 
A 
Ca2+ 
Regulação do Metabolismo de Glicogênio 
Epinefrina ou Glucagon 
ATP 
AMP 
ciclíco 
Adenilato 
Ciclase 
Adenilato 
Ciclase 
Proteína 
cinase A 
Proteína 
cinase A 
Glicogênio 
sintase A 
Glicogênio 
sintase B 
Regulação do Metabolismo de Glicogênio 
Insulina 
Proteína 
 fosfatase 1 
Proteína 
fostase 1 
Receptor tirosina quinase 
Glicogênio 
sintase 
(desfosforilada) 
Fosforilase 
quinase 
(desfosforilada) 
Percurso da glicogênese e glicogenólise 
no fígado 
Controle Hormonal de 
Carboidratos 
Os hormônios 
glicorreguladores 
incluem: 
•�insulina, 
•�glucagon, 
•�epinefrina, 
•�cortisol e 
•�hormônio de 
crescimento.