Síntese de Glicogênio e Regulação Metabólica

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Glicogênese 
A síntese de glicogênio ocorre em quase todos os tecidos animais, porem os mais 
importantes são o fígado é o musculo esquelético. O ponto de partida para a produção do 
glicogênio e a presença da glicose-6-fosfato, que é catalisada pela enzima Hexocinase. 
Glicose + ATP  glicose-6-fosfato + ADP 
No entanto, parte da glicose é primeiro captada pelas hemácias, sendo transformada em 
lactato, que é captada pelo fígado é convertido em glicose-6-fosfato pela gliconeogense. 
Para iniciar a síntese de glicogênio primeiro a glicose se transforma em glicose-1-fosfato 
pela ação da fosfoglico-mutase. 
Glicose-6-fosfato ↔ glicose-1-fosfato 
O produto desta reação é convertido em UDP-glicose pela ação da UDP-glicose-
pirofosforilase, em uma etapa fundamental da biossíntese de glicogênio: 
Glicose-1-fosfato + UTP  UDP-glicose + PPi 
Então por meio da glicogênio-sintase há a transferência da glicose para a extremidade 
redutora do glicogênio ramificado. A glicogênio-sintase não pode formar as ligações (α-
1,6) encontradas nos pontos d e ramificação do glicogênio, as quais são formadas pela 
enzima de ramificação, também chamada de amilo (14) a (16) transglicosilase. A 
enzima de ramificação do glicogeniocatalitica a formação das ramificações do glicogênio. 
O efeito biológico da ramificação é tornar a molécula mais solúvel e aumentar o número 
de sítios acessíveis a glicogênio-fosforilase e a glicogênio-sintase, as quais agem 
somente nas extremidades não redutoras. 
A glicogênio-sintase também regulada por fosforilação e desfosforilaçao 
A glicogênio-sintase pode existir nas formas fosforilada e desfosforilada. Sua forma ativa, 
glicogênio-sintase a, é não fosforilada. A fosforilação converte a glicogênio sintase a 
em glicogênio-sintase b, que é inativa na ausência de glicose. A cinase reguladora mais 
importante é a GSK3, que fosforila a glicogênio sintase inativa de maneira expressiva. 
Porem a ação da GSK3 é hierárquica é só pode fosforilar a glicogênio-sintase depois que 
outra proteína-cinase, caseína-cinase II (CKII), tenha fosforilado a glicogênio-sintase 
em um resíduo denominado preparação. 
No fígado a conversão da glicogênio-sintase b em sua forma ativa é promovida pela PP1, 
que se encontra ligada a partícula de glicogênio. A PP1 remove os grupos fosforil dos 3 
resíduos fosforilados pela GSK3. A glicose-6-fosfato se liga a um sitio alosterico na 
glicogênio-sintase b, tornando a enzima um substrato melhor para a desfosforilaçao pela 
PP1 causando a sua inativação. 
Sinais alostericos e hormonais coordenam integralmente o metabolismo dos 
carboidratos 
Dois casos de regulação têm finalidades diferentes, sendo os seguintes: 
1. O papel dos hepatócitos no suprimento de glicose para o sangue; 
2. O uso egoísta dos carboidratos como combustível pelos tecidos extra-hepáticos, 
simbolizados pelo músculo esquelético para manter suas próprias atividades. 
Após a ingestão de uma refeição rica em carboidratos, a elevação da glicose sanguínea 
provoca a liberação de insulina. Nos hepatócitos, a insulina tem dois efeitos imediatos: 
ela inativa a GSK3 e ativa a PP1, essas duas ações ativam totalmente a glicogênio-sintase. 
A PP1 também inativa a glicogênio-fosforilase a desta forma parando totalmente a 
degradação de glicogênio. 
Os hepatócitos utilizam o excesso de glicose no sangue em até 10% para realizarem a 
síntese de glicogênio. Nos momentos de jejum prolongado a ativação do glucagon ativa 
a glicogênio-fosforilase e desativa a glicogênio-sintase elevando dessa forma a glicose na 
corrente sanguínea. 
O musculo por outro lado utiliza a sua glicose para seu próprio metabolismo, sendo que 
quando passa do processo de repouso para contração este sofre variações importantes em 
seu metabolismo, demandando desta forma mais ATP, sendo tal forma suprida pela 
glicólise. O musculo não possui maquinaria enzimática para que ocorra a gliconeogenese. 
A elevação de insulina provoca aumento na síntese de glicogênio nos miocitos pela 
ativação da PP1 e a inativação da GSK3.