Bioquímica 6 Metabolismo do Glicogênio Copia

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Metabolismo do Glicogênio - Síntese e Degradação do Glicogênio
Profa. Dra. Luciana Pietro
Glicogênese, glicogenólise e gliconeogênese
Glicose 6-P
glicogênio
Piruvato
Oxaloacetato
Glicerol
gliconeogênese
glicogênese
Glicogenólise
Considerações sobre a síntese de glicose
A glicose tem um papel central no metabolismo
Combustível virtulamenete universal
Bloco construtivo para virtualmente todos organismos
Nos mamíferos alguns tecidos dependem da glicose como fonte exclusiva de energia
Cérebro 
Eritrócitos (hemácias)
Testículos
Medula renal
Tecidos embrionários
O cérebro sozinho consome cerca de 120g de glicose por dia 
(mais da metade da glicose armazenada como glicogênio no fígado e nos músculos)
As reservas de glicogênio não são suficientes!!!
O glicogênio pode ser depletado:
No jejum prolongado
No exercício intenso
O organismo precisa de uma forma de sintetizar glicose à partir de precursores “não-carboidratos”
Isso é feito pela via da gliconeogênese, que converte piruvato e e outros compostos correlatos de 3 e 4 carbonos em glicose.
3
Glicogênio
Polímero de moléculas de glicose
Forma pela qual a glicose é armazenada 
Redução de osmolaridade
Menor número de partículas em solução
Metabolismo do Glicogênio
Síntese
 Fígado 
Após refeição, 2/3 da glicose absorvida é polimerizada
1/3 da reserva muscular 
Músculo esquelético 
Degradação
Fígado
Utiliza para controlar a glicemia entre as refeições 
Músculo Esquelético
Utilização exclusiva 
Demanda energética ultrapassa o aporte de oxigênio 
Só glicose pode ser usada em situação de anaerobiose
Conversão à lactato
Metabolismo do Glicogênio
Enzima Fosfoglicomutase 
Glicose 1-fosfato em glicose 6-fosfato 
Fígado 
Glicose 6-fosfato 			glicose
Músculo Esquelético
Glicose 6-fosfato 		 	glicólise			lactato 
Glicose-6-fosfatase
Glicogênese
É o processo bioquímico que transforma a glicose em glicogênio  ARMAZENAMENTO DE ENERGIA.
Ocorre em todos os tecidos, mas é proeminente no fígado e músculos 
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 só utiliza durante o exercício quando há necessidade de energia rápida sendo uma fonte imediata quando há a diminuição da glicose sanguínea 
O glicogênio fica disponível no fígado e músculos, sendo consumido totalmente cerca de 24 horas após a última refeição. 
Glicogênese
Síntese de glicogênio realizada por via diferente da degradação 
Repetida adição de resíduos de glicose 
Resíduos de glicose ativados 
Nucleotídeo de uracila 
Uridina difosfato glicose (UDP-glicose) 
Glicose
Glicose 6-fostato
ATP
ADP + H+
 Hexoquinase (músculo) Glicoquinase (fígado)
Glicogênese
Glicose 6-fostato
Glicose 1-fostato
Fosfoglicomutase
Glicogênese
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
Glicogênese
Glicose 1-fostato
UTP
PPi
Glicose + UDP 
Glicose 1-fosfato Uridil transferase
Fornece energia para a biossíntese
A uridina difosfato glicose (UDP-glicose) é o precursor para a síntese de glicogênio
Glicogênese
Glicose + 
UDP
UDP
Glicogênio 
Glicogênio Sintetase
A Glicogênio Sintase catalisa a síntese das cadeias de glicogênio 
A enzima glicogênio sintetase não inicia uma cadeia nova de glicogênio, ela só ramifica
Glicogênese
Glicogenina 
Proteína que dá origem ao glicogênio 
Tirosina da glicogenina liga o 1º UDP-glicose 
Glicosil transferase 
Incorporação de 6 a 7 resíduos antes da ação da glicogênio sintase 
GLICOSE-6-P
GLICOSE-1-P
UDP-GLICOSE
GLICOGÊNIO
GLICOGÊNIO SINTASE
Glicogênese
 
Carboidratos Alimentares
 
Glicose
Glicose 6-fosfato
-
-
Glicose 1-fosfato
 
Glicogênio
 
Glicólise
 
Ácido Pirúvico
 
Ciclo de Krebs
 
Cadeia respiratória
a
 
 
 
 
Produção de CO2, H2O e ENERGIA (ATP)
Glicose  Glicogênese = Glicogenossíntese
Glicogênio  Glicose = Glicogenólise
Metabolismo dos Carboidratos
Glicogenólise
É a quebra do glicogênio realizada através da retirada sucessiva de moléculas de glicose.
Ocorre no fígado, agindo contra a baixa da glicose sanguínea sinalizada pelo glucagon
Transformação de Glicose 1-fosfato em glicose 6-fosfato pela enzima Fosfoglicomutase
Glicose 1-P Glicose 6-P 
fosfoglicomutase
Glicogenólise
Processo rápido e eficiente 
Enzimas de degradação associadas aos grânulos
Muitas extremidades não redutoras 
Demanda energética alta 
Mais de 50% degradado em segundos 
Degradação não completa 
Núcleo redutor usado para ressíntese G
Glicogenólise
Glicose 1-fosfato
ADP
Glicogênio 
Glicogênio Fosforilase
ATP
Glicogenólise
Glicose 6-fosfato
Glicose 1-fosfato 
Fosfoglicomutase
Glicogenólise
No fígado a Glicose-6-fosfato pela ação da glicose-6-fosfatase faz com que a Glicose seja liberada para o sangue
Glicose 
Glicose 6-fosfato 
Glicose 6-fosfatase 
ATP
ADP
glicose-6-fosfato + H2O  glicose + Pi
A glicose-6-fosfatase é essencial para o fígado manter a taxa de glicose no sangue 
20
GLICOGÊNIO
GLICOSE-1-P
GLICOSE-6-P
GLICOSE
(sangue)
GLICÓLISE
GLICOGÊNIO FOSFORILASE
Glicogenólise
Glicogênese e Glicogenólise
Regulação do Metabolismo do Glicogênio
Se a síntese e degradação não fossem reguladas haveria um gasto inútil de Energia 
idem glicólise e neoglicogênese
A Glicogênio Fosforilase e a Glicogênio Sintase são reguladas de forma recíproca por MODULADORES ALOSTÉRICOS (enzimas) e por FOSFORILAÇÃO (hormonal)
Regulação do Metabolismo do Glicogênio
A Glicogênio Fosforilase no músculo tem como moduladores alostéricos:
Positivo: a AMP  ativa a enzima
Negativo: a ATP e glicose -6-fosfato  inibem a enzima
Portanto quando há muito ATP e G-6-P a degradação do glicogênio é inibida
Quando há muito AMP (e pouco ATP) a degradação do glicogênio é ativada
Ação do Glucagon
Quando DIMINUI a taxa de glicose no sangue
Glucagon e epinefrina são secretados, 
Induzem degradação do GLICOGÊNIO, 
AUMENTANDO o nível de glicose no sangue (secretado pelo fígado)
Ação da Insulina
Ação da Insulina
Gliconeogênese
É a rota para produção de glicose a partir de compostos aglicanos (não-açúcares ou não-carboidratos)
Ocorre principalmente no fígado e em menor extensão nos rins
Exceto por três seqüências específicas, as reações da gliconeogênese são inversas às da glicólise
Síntese da glicose a partir do piruvato 
Utiliza várias enzimas da GLICÓLISE 
Três reações da glicólise são essencialmente irreversíveis:
Hexoquinase
Fosfofrutoquinase
Piruvato quinase. 
Gliconeogênese
Lactato
Aminoácidos
Glicerol
Glicose
Gliconeogênese
Piruvato Carboxilase (piruvato  oxaloacetato) 
ativada alostericamente pela acetil CoA. 
Comparação da Glicólise e Gliconeogênese
Formação de glicose a partir de precursores não-glicídicos
Lactato;
Glicerol;
Aminoácidos.
São transformados em piruvato ou entram na via na forma de intermediários: 
oxaloacetato e diidroacetona fosfato
Precursores não-glicídicos
Transforma piruvato em glicose
Gliconeogênese
Exercício – Ciclo de Cori
Gliconeogênese significativa durante o exercício
fornecer glicose adicional ao coração e músculo esquelético
Ciclo de Cori
Lactato liberado pelo músculo ativo é convertido em glicose no fígado, jogado na circulação e captado pelo músculo, que novamente a transforma em lactato e assim por diante
Ciclo de Cori
Após um período de atividade muscular intense, a pessoa continua a respirar intensamente por um tempo, usando muito O2 extra na fosforilação oxidativa do fígado
O ATP produzido é usado para a gliconeogênese a partir do lactato, que foi transportado dos músculos pelo sangue.
		 glicose	
	 Pi
		H2O
	glucose-6-phosphate
		Fosfoglicoisomerase
	fructose-6-phosphate
		 Pi 
		H2O
	fructose-1,6-bisfosfato
	 Aldolasegliceraldeido-3-P + dihidroxiacetona-P
							 		 Triosefosfato Isomerase
Glucose-6-fosfatase
Fructose-1,6-bisfosfatase
	 gliceraldeido-3-fosfato
	 NAD+ + Pi
	NADH + H+		
	1,3-bisfosfoglicerato
	ADP
	ATP
		
		3- fosfoglicerato
				Fosfoglicerato Mutase
		
		2- fosfoglicerato
	H2O
		 
		fosfoenolpiruvato
 CO2 + GDP
 GTP
		 
			
			oxaloacetato
	 Pi + ADP
 HCO3 + ATP
		 
			piruvato
gliceraldeido-3-fosfato Desidrogenase
Fosfoglicerato Quinase
Enolase
PEP Carboxiquinase
Piruvato Carboxilase
 Glucose-6-P glucose
 Gliconeogênese Glicólise
 piruvato
 ácidos graxos
 acetil CoA C. cetônicos
 
 oxaloacetato citrato
 Krebs