glicogenese e glicogenolise

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Glicogênese
Profa. Dra. Edilma Maria de Albuquerque Vasconcelos
Glicogênese
Ocorre no citosol
Ocorre no período absortivo
Ativada pela insulina em resposta a hiperglicemia
É relevante no fígado e musculatura
Síntese intracelular que transforma glicose em glicogênio
A glicose é fosforilada a glicose-6-P No citosol 
O glicogênio é sintetizado a partir de moléculas de glicose-6-fosfato 
(G6P)
Hexoquinase/
glicoquinase
Glicose Glicose-6-fosfato
glicose-6-fosfato é convertida em glicose-1-fosfato (fosfoglicomutase), 
Glicose-6-fosfato
Glicose-1-fosfato
A glicose-1-P reage com a Uridina Trifosfato (UTP) para produzir o
uridina-difosfato glicose (UDP-glicose) e pirofosfato (PPi)
Uridina-difosfato glicose
Próxima etapa: Adição da UDPG a uma cadeia crescente de glicogênio
A UTP é similar a Adenosina trifosfato (ATP): a uracila está no lugar da adenina 
UDP- glicose pirofosforílase
2PiPirofosfato ( ) +H2O
+
Pirofosfatase
• A glicogênio sintase não inicia a síntese, só pode alongar cadeias já
existentes
• Fragmento de glicogênio pode servir como molécula primária
Síntese do glicogênio
• A glicogenina possui um resíduo de tirosina onde se liga a glicose que
inicia a síntese de glicogênio (glicogenina glicosiltransferases)
•Na ausência do glicogênio a proteína glicogenina é utilizada como 
uma "molécula primária” 
Glicogenina
Glicogenina glicosiltransferase
Ligação da glicogênio sintase
Glicogênio sintase
A glicogênio sintase se liga à cadeia e à
glicogenina (que permanece unida ao primeiro
resíduo de glicose), estendendo a cadeia
O primeiro resíduo de UDP-glicose se liga ao 
resíduo de tirosina da glicogenina
A glicogenina atua até que haja
aproximadamente 8 resíduos. Nesse ponto a
glicogênio sintase assume o comando
Glicogenina glicosiltransferase
Tirosina
+ insulina
- glucagon
Glicogênio sintase e enzima ramificadora
amilo (1,4 -1,6)-transglicosilase
Saída da glicogênio sintase 
Conforme a cadeia
cresce, a enzima e a
glicogenina vão se
separando, expondo
trechos da cadeia
onde poderão ser
inseridos pontos de
ramificação
Uma vez que o glicogênio
esteja grande o bastante, a
enzima glicogênio sintase
é deslocada (fica livre para
atuar na formação de
outras moléculas), mas a
glicogenina permanece
A glicogênio sintase: enzima reguladora da glicogênese
SÍNTESE DO GLICOGÊNIO
Substrato: glicose-6-fosfato
Carboidratos Alimentares Glicose Glicose-6-fosfato
Glicose-1-fosfatoGlicogênio
Glicólise (via Embdeneyerhof)
Ácido Pirúvico
Ciclo de Krebs
Cadeia respiratória
Produção de CO2
H 2O 
ENERGIA (ATP)
Produção de CO2 H2O e
Energia (ATP)
Lactato
ATP
Profa. Dra. Edilma Maria de Albuquerque Vasconcelos
Glicogenólise
O glicogênio é degradado pela ação conjunta de três enzimas:
1. Fosforilase
2. Mutase
3. Enzima desramificante
Citosol
ligação -1,6
Ligação -1,4
P
Glicose 1 fosfato Fosforólise
1. A via começa com a remoção dos resíduos de glicose na posição 14 por 
meio da ação da enzima glicogênio fosforilase (não por hidrólise)
A fosforilase libera a glicose na forma de glicose-1-fosfato
1 Ação da enzima 
desramificante
A glicose é removida do glicogênio em um estado ativado (fosforilada) e isto 
ocorre sem hidrólise de ATP
2. A glicose-1-fosfato é convertida a glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase
P
Glicose 1 fosfato
P
Glicose 6 fosfato
2
Glicose fosfato isomerase (músculo)
Glicose
Glicose-6-fosfatase (reticulo endoplasmático do fígado)
F6P
A glicose sai para a corrente circulatória
por meio do GLUT 2
3.A remoção do resíduo ligado à cadeia principal por α(1→6) é realizada por
hidrólise (e não fosforólise) pela enzima de desramificação com a formação de
glicose e glicogênio não-ramificado. Desse modo, há aparecimento de pequenas
quantidades de glicose livre (8−10%) em vez de glicose−1−fosfato na degradação
do glicogênio.
•A glicogenólise é uma via metabólica complexa que se inicia a partir de
estímulos hormonais reflexos da hipoglicemia (glucagon, adrenalina e
cortisol)
•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)
•A glicogenólise é ativada em resposta ao estresse (agudo ou crônico)
•No fígado a glicogenólise ocorre no jejum
•No músculo esquelético a glicogenólise ocorre durante o exercício
ativo
ATP
1- Glucagon se liga a um receptor na
membrana celular
2- Na membrana há as proteínas G que
podem se ligar tanto ao trifosfato de
guanosina-GTP (forma ativa da proteína)
quanto ao difosfato de guanosina (GDP)
3- A ligação do glucagon ao receptor
promove a troca do GDP por GTP pela
proteína G
4- A proteína G sofre uma mudança de
conformação, se dissocia de uma de suas
sub-unidades (α), que então se liga e ativa a
adenilil ciclase
5- A adenilil ciclase converte o ATP
citoplasmático em AMP cíclico (AMPc)
6- O AMPc se liga a proteína quinase A
(PKA)
7- A PKA ativa a glicogênio fosforilase e
inativa a glicogênio sintase
Glicogenólise hepática pela adrenalina
•A adrenalina age por meio dos receptores  e -adrenérgicos
•Na hipoglicemia grave o glucagon e a adrenalina atuam juntos
•Sob estresse a adrenalina também é liberada causando aumento da
glicemia para dar suporte a uma resposta de “luta e fuga”
• A ação da adrenalina pelo receptor -adrenérgico é similar à do
glucagon: envolve ligação com o recepto e a formação do AMPc
1- Adrenalina se liga a um receptor de
membrana plasmática (-adrenérgico)
2- Na parte citosólica, da membrana
plasmática da célula hepática, há as
proteínas G que se ligam ao trifosfato
de guanosina (GTP)
3- A proteína G se liga e ativa a
fosfolipase C (PLC)
5- A PLC cliva um fosfolípide de
membrana o
fosfatidilinositolbifosfato
(PIP2)
6- O produto da clivagem é diacilglicerol
(DAG) e o inositol trifosfato (IP3)
7- O DAG ativa a proteína quinase C
(PKC) que age de forma semelhante a
PKA
8- O IP3 promove o transporte de cálcio
para o citosol
9- O cálcio se liga a calmodulina que
ativa a fosforilase
10. O cálcio também ativa a PKC
PIP2
• 1° mecanismo:
Durante a contração
muscular há influxo do cálcio
para o citoplasma
O cálcio se liga a calmodulina
e o complexo cálcio-
calmodulina ativa a
fosforilase
Glicogenólise no músculo
• 2° mecanismo: ativação
da fosforilase pelo AMP
•O uso rápido de ATP
durante pique rápido de
exercício muscular leva
ao acúmulo de ADP, que
é convertido em AMP
•O AMP ativa a
fosforilase
•O cálcio e o AMP
asseguram que o
músculo possa responder
as suas necessidades
energéticas mesmo na
ausência de um
mecanismo hormonal
Glicogenólise no músculo
• 3° mecanismo: ligação
da adrenalina ao receptor
β-adrenérgico
Glicogenólise no músculo
Glicogenólise no músculo 
• Os músculos não têm receptor de glucagon
• O músculo não tem glicose-6-fosfatase
• A G6P é encaminhada para a via glicolitica para produzir energia para a
contração muscular
• O glicogênio muscular não pode ser mobilizado para repor a glicose
sangüínea
• A glicogenólise muscular é ativada em resposta a adrenalina (receptor -
adrenérgico: AMPc)
• A glicogenólise no músculo pode ser ativada por mecanismos hormônios-
independente