Gliconeogenese

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Gliconeogenese 
Em mamíferos, alguns tecidos dependem quase completamente de glicose para sua 
energia metabólica. Para o cérebro humano e o sistema nervoso, assim como os eritrócito, 
testículos e medula renal e os tecidos embrionários a glicose do sangue é a principal ou a 
única fonte de combustível. Apenas o cérebro requer em média 120g de glicose por dia. 
Gliconeogenese que converte em glicose o piruvato e os compostos relacionados, com 
três e quatro carbonos. As reações são essencialmente as mesmas em todos os tecidos e 
em todas as espécies. Os precursores importantes da glicose em animais são compostos 
de três carbonos como o lactato, o piruvato e o glicerol, assim como certos aminoácidos. 
Em mamíferos, a gliconeogenese ocorre principalmente no fígado, e em menor extensão 
no córtex renal e nas células epiteliais que revestem internamente o intestino delgado. 
A gliconeogenese e a glicólise não são vias idênticas correndo em direções opostas, 
embora compartilhem várias etapas, sete das dez reações enzimáticas da gliconeogenese 
são o inverso das reações glicoliticas. No entanto três reações da glicólise são 
essencialmente irreversíveis então podem ser utilizados na gliconeogenese: a conversão 
de glicose em glicose-6-fosfato pela hexocinase a fosforilação da frutose-6-fosfato em 
frutose-1,6-bifosfato pela fosfofrutocinase-1 e a conversão de fosfoenolpiruvato em 
piruvato-cinase. Nas células, essas três reações são caracterizas por uma grande variação 
negativa de energia livre, enquanto outras reações glicoliticas tem próximo de zero. 
Assim tanto a glicólise quanto a gliconeogenese são processos irreversíveis nas células. 
Em animais, as duas vias ocorrem principalmente no citosol, necessitando de regulação 
reciproca e coordenada. 
A conversão de piruvato em fosfoenolpiruvato requer duas ações exergônicas 
A primeira reação de contorno da gliconeogenese é a conversão de piruvato em 
fosfoenolpiruvato. Essa reação não pode ocorrer por uma simples inversão da reação as 
piruvato-cinase da glicólise que tem uma grande variação negativa da energia livre e é, 
portanto, irreversível em condições que prevalecem nas células intactas. A piruvato 
carboxilase, uma enzima mitocondrial requer a coenzima biotina, converte o piruvato a 
oxaloacetato. 
Piruvato + HCO3
- + ATP  Oxaloacetato + ADP + Pi 
A piruvato carboxilase é a primeira enzima de regulação na via gliconeogenica, 
necessitando de acetil-Coa como efetor positivo. Como a membrana mitocondrial não 
tem transportador para o oxaloacetato, antes de ser exportado para o citosol o oxaloacetato 
formado a partir do piruvato deve ser reduzido a malato pela malato-desidrogenase 
mitocondrial, com consumo de NADH: 
Oxaloacetato + NADH + H+ b malato + NAD+ 
O malato deixa a mitocôndria por meio de um transportador especifico presente na 
membrana mitocondrial interna no citosol ele é reoxidado a oxaloacetato, com a produção 
de NADH citosolico: 
Malato + NAD  Oxaloacetato + NADH + H+ 
O oxaloacetato é então convertido a PEP pela fosfoenolpiruvato-carboxicinase 
Oxaloacetato + GTP  PEP + CO2 + GDP 
Dois grupos fosfato de alta energia cada uma rendendo em torno de 50 KJ/mol em 
condições celulares, devem ser gastos para fosforilar uma molécula de piruvato a PEP. 
A conversão de frutose-1,6-bifosfato a frutose-6-fosfato é o segundo contorno 
A segunda reação glicolitica que não pode participar da glicogênese é a fosforilação da 
frutose-6-fosfato pela PFK-1. A formação da frutose-6-fosfato é catalisada pela enzima 
frutose-1,6-bifosfatase (FBPase-1), que promove a hidrolise essencialmente irreversível 
de fosfato em C-1. 
Frutose-1,6-bifosfato + H2O  Frutose-6-fosfato + Pi 
A conversão de glicose-6-fosfato em glicose é o terceiro contorno 
O terceiro contorno é a reação final da gliconeogenese, a desfosforilaçao da glicose-6-
ffosfato para formar glicose. A reação catalisa pela glicose-6-fosfatase não requer a 
síntese de ATP, sendo a hidrolise simples. 
Glicose-6-fosfato + H2O  Glicose + Pi 
A glicose então produzida por essa via ou ingerida na dieta é entregue a esses outros 
tecidos, inclusive o cérebro e os músculos pela corrente sanguínea. 
A gliconeogenese é energeticamente dispendiosa, mas essencial 
Para cada molécula de glicose formada a partir do piruvato, seis grupos fosfato de alta 
energia são consumidos, quatro na forma de ATP e dois na forma de GTP. Além disso, 
duas moléculas de NADH soa necessárias para a redução de duas moléculas de 1,3-
bifosfoglicerto. A síntese de glicose a partir de piruvato é um processo relativamente 
dispendioso. A maior patê desse alto custo energético é necessária para assegurar a 
irreversibilidade da gliconeogenese.