Glicogênese e glicogenólise - Resumo

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Resumo de glicogênese e glicogenólise
Fonte: Princípios de Bioquímica de Lehninger
INTRODUÇÃO
- O excesso de glicose é convertido em formas poliméricas de armazenamento- glicogênio nos vertebrados e em muitos micro-organismos, e amido nas plantas. O glicogênio é armazenado principalmente no fígado e no músculo esquelético. No músculo ele é fonte de energia rápida para o metabolismo aeróbio e anaeróbio, no fígado ele serve como um reservatório de glicose para os outros tecidos quando não há glicose dispinível (entre as refeições ou no jejum).
- O glicogênio do fígado pode ser exaurido em 12 e 24 horas.
- Os grânulos de glicogênio são agregados complexos de glicogênio mais as enzimas que o sintetizam e o degradam, assim como a maquinaria de regulação destas enzimas.
- Os mecanismos gerais de armazenamento e mobilização do glicogênio são os mesmos no músculo e no fígado, mas as enzimas diferem em aspectos sutis, mas importantes, que refletem o papel do glicogênio nesses dois tecidos.
GLICOGENÓLISE
Degradação do glicogênio é catalisada pela glicogênio-fosforilase
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.
A glicogênio-fosforilase catalisa a reação, na qual a ligação glicosídica entre dois resíduos da extremidade não redutora do glicogênio é atacada por um fosfato inorgânico (Pi), removendo o resíduo terminal na forma de alfa-D-glicose-1fosfato. Essa reação é chamada de fosforólise, e parte da energia da ligação glicosídica é preservada pela formação do éster de fosfato, glicose-1-fosfato.
A glicogênio-fosforilase age no glicogênio até chegar num ponto de 4 resíduos de glicose de um ponto de ramificação alfa 16, onde interrompe sua ação. A degradação pelo glicogênio fosforilase só continua quando uma enzima de desramificação oligo (alfa 1-6) a (alfa 1-4) glican-transferase, catalisa duas reações sucessivas que removem as ramificações.
A glicose-1-fosfato pode entrar na glicólise ou, no fígado, para repor a glicose sanguínea.
A glicose-1-fosfato produto final da glicogênio fosforilase é convertida em glicose-6-fosfato pela enzima fosfoglicomutase, que catalisa uma reação reversível.
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 na corrente sanguínea quando a concentração desta diminui. Isso requer a enzima glicose-6-fosfatase presente no rim e no fígado, mas não em outros tecidos.
Mecanismo de ação da glicose-6-fosfatase no fígado
A enzima é uma proteína integral de membrana do retículo endoplasmático liso. A glicose-6-fosfato formada no citosol é transportada para o lúmen do retículo por um transportador específico (T1) e hidrolisada na superfície luminal pela glicose-6-fosfatase. Acredita-se que os produtos resultantes: glicose e o Pi retornam ao citosol por 2 transportadores diferentes T3 e T4, a partir daí a glicose deixa o hepatócito pelo transportador GLUT 2 na membrana plasmática.
No músculo e no tecido adiposo não podem converter a glicose-6-fosfato em glicose pois não possuem a enzima glicose-6-fosfase, por isso o esses tecidos não fornecem glicose para o sangue.
GLICOGÊNESE
A síntese de glicogênio ocorre em quase todos os tecidos, mas é mais importante no fígado e no músculo esquelético
- Inicialmente, a glicose livre é transformada em glicose-6-fosfato em uma reação catalisada pelas isoenzimas hexocinase 1e hexocinase 2 no músculo e hexocinase 4 no fígado.
D-glicose + ATP D-glicose-6-fosfato + ADP
- Para iniciar a síntese do glicogênio, a glicose-6-fosfato é convertida em glicose-1-fosfato na reação de fosfoglicomutase.
 
Glicose-6-fosfato Glicose-1-fosfato
 
- O produto dessa reação é convertido em UDP-glicose pela ação da enzima UDP-glicose-pirofosforilase.
Glicose-1-fosfato + UTP UDP-glicose + PPi
 
A reação ocorre na direção da formação da UDP-glicose (a reação precisa ser irreversível) porque o pirofosfato (PPi) é hidrolisado rapidamente pela pirofosfatase inorgânica. 
A partir daí, a enzima glicogênio-sintase catalisa uma reação em que promove a transferência da glicose da UDP-glicose para uma extremidade não redutora do glicogênio.
RAMIFICAÇÃO
A enzima de ramificação do glicogênio chamada de glicosil- (46)- transferase 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 um grupo hidroxil C-6 de um resíduo de glicose em uma posição mais interna da mesma cadeia de glicogênio ou de outra cadeia, criando assim uma nova ramificação. O efeito biológico da ramificação é tornar a molécula mais solúvel e aumentar o numero de sítios acessíveis à glicogênio fosforilase e glicogênio sintase, que agem somente nas extremidades não redutoras.
A GLICOGENINA PREPARA OS RESÍDUOS INICIAIS DE GLICOSE NO GLICOGÊNIO
A glicogenina é uma proteína iniciadora, sobre a qual são montadas novas cadeias de glicogênio. A primeira entapa da síntese de uma nova molécula de glicogênio é a transferência de um resíduo de glicose da UDP-glicose para o grupo hidroxila da Tirosina 194 da glicogenina catalisada pela atividade glicosil-transferase intrínseca da proteína. 
A cadeia nascente se alonga pela adição sequencial de 7 resíduos de glicose. Até que a glicogênio-sintase age alongando ainda mais a cadeia de glicogênio.