aula 2 - GLICONEOGENESE

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GLICONEOGÊNESE
BIOQUÍMICA I
Profa. Dra. Jane Marlei Boeira
Gliconeogênese
1. Revisão geral da glicólise
2. Ocorrência
3. Importância Biológica da Gliconeogênese
4. Precursores não glicídicos
5. Reações reversas da glicólise
6. Reações próprias da gliconeogênese
a. Do Piruvato ao Fosfoenolpiruvato (PEP)
b. Da Frutose-1,6-BiP à Frutose 6-P
c. Da Glicose 6-P à Glicose
7. Ciclo de Cori
8. Regulação da Gliconeogênese
Visão 
geral da 
glicólise
Voet et al, 2008
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Ó
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G
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O
G
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Matriz 
mitocon
- drial
Gliconeogênese
Ocorrência
o Via universal, encontrada em todos os animais, 
vegetais, fungos e microorganismos.
o Nos animais, ocorre principalmente no fígado (90%) 
e, em menor grau, nos rins (10%). 
o Quando não há disponibilidade de glicose na dieta ou 
quando o fígado esgota seu suprimento de glicogênio
o NÃO É A REVERSÃO DA GLICÓLISE
o Glicogênio hepático atende as necessidades de 
Glicose por 8-10h de jejum. 
o O jejum prolongado o glicogênio é exaurido e a 
Glicose é sintetizada pela GLICONEOGÊNESE
Gliconeogênese
Importância biológica
2
Gliconeogênese
Medula
Cérebro
Tecidos que requerem 
suprimento contínuo 
de glicose
Hemáceas
Músculo 
Córnea e CristalinoRim
o Período de jejum: glicose é formada a partir de 
fontes não-glicídicas  suprir os tecidos
Gliconeogênese
Importância biológica
Precursores da Gliconeogênese
o Síntese de glicose a partir de precursores não-
glicídicos:
o Lactato, piruvato, glicerol, aminoácidos (exceção da 
Lys e Leu) e os intermediários do CK podem ser 
utilizados
o Todas estas substâncias devem ser convertidas em 
oxaloacetato ou diidroxiacetona-fosfato (glicerol)
o Os AGs não podem ser precursores da glicose nos 
animais, porque a maioria são degradados à acetil-CoA e 
este não pode ser convertido em glicose
G
L
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Ó
L
IS
E
 
G
L
IC
O
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E
O
G
Ê
N
E
S
E
Matriz 
mitocon
- drial
Nos animais e 
vegetais a via do 
PEP até G-6-P é 
comum na 
conversão 
biossintética em 
carboidratos de 
precursores 
diferentes
(PEP)
G-6-P
Precursores 
de 
carboidratos
Todas as 
substâncias têm 
que ser 
convertidas em 
oxaloacetato
Os caminhos dependem 
do precursor
3
Precursores não-glicídicos 
o Glicerol: derivado da hidrólise dos 
Triacilgliceróis nas células adiposas
Glicerol 
quinase
Glicerol fosfato 
desidrogenase
Diidroxiacetona 
fosfato
Glicose 
Gliceraldeído 
3-fosfato 
Aminoácidos glicogênicos 
agrupados segundo o local de 
entrada*
* Estes aminoácidos são precursores da glicose sanguínea ou do
glicogênio hepático, porque eles podem ser convertidos em piruvato
ou intermediários do ciclo do ácido cítrico. Apenas a Leu e a Lys são
totalmente incapazes de fornecer carbonos para a síntese da glicose.
ł Estes aminoácidos são também cetogênicos.
Glicose 
Gliconeogênese
LACTATO → PIRUVATO → GLICOSE
Lactato formado no músculo e 
eritrócitos 
Aminoácidos (exceto Leu e Lys) 
derivados da alimentação e, no 
jejum, da degradação das 
proteínas no músculo 
AMINOÁCIDOS → OXALOACETATO 
AMINOÁCIDOS → PIRUVATO
GLICOSE
Precursores não-glicídicos 
Vias opostas da glicólise 
e da gliconeogênese no 
fígado dos mamíferos
Reações irreversíveis da 
glicólise: 
1. Glicose → Glicose-6-P
2. Frutose-6-P → F-1,6-bisP
3. Fosfoenolpiruvato →
Piruvato
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3
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io Reações glicolíticas que são contornadas 
na gliconeogênese
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Reações próprias da 
gliconeogênese
o 1o desvio: na mitocôndria, o Piruvato é convertido 
em Oxalacetato e este, no citosol, em PEP (reações 
irreversíveis). 
o 1ª etapa: Carboxilação do piruvato (Piruvato carboxilase 
– enzima mitocondrial):
Piruvato + CO2 + ATP + H2O → Oxaloacetato + ADP + Pi 
+ H2O
o 2ª etapa: Descarboxilação e fosforilação do Oxaloacetato 
(Fosfoenolpiruvato carboxiquinase - citosol):
Oxaloacetato + GTP → Fosfoenolpiruvato + GDP + CO2
Reações próprias da 
gliconeogênese
Na mitocôndria, o Piruvato é convertido em 
Oxalacetato e este, no citosol, em PEP
 
C
C
CH2
O O

OPO3
2
C
C
CH3
O O

O
ATP ADP + Pi C
CH2
C
C
O
O O
OO
HCO3

GTP GDP
CO2
Piruvato Oxaloacetato PEP 
 Piruvato Carboxilase PEP-Carboxiquinase 
Biotina 
Reações próprias da 
gliconeogênese
 na 1a etapa ocorre uma 
carboxilação do piruvato, 
catalisada pela enzima 
Piruvato Carboxilase. 
 Ocorre gasto de um 
ATP e usa o bicarbonato 
como substrato e biotina
(grupo prostético -
carreador de CO2
ativado)
Piruvato 
carboxilase
BIOTINA
Reações próprias da 
gliconeogênese
Resíduo de Lys da Enzima 
Piruvato Carboxilase
Biotina (vitamina H, B7 ou B8) – presente no arroz integral, 
frutas, leite, ovos, nozes e carnes em geral; sua deficiência 
causa furunculose, eczema e seborréia (caspa) 
O CO2 é ligado à Biotina, que então é transferido para o 
Piruvato, formando o Oxaloacetato
Malato 
desidrogenase 
citosólica
Malato 
desidrogenase
mitocondrial
Reações próprias da 
gliconeogênese
 O oxaloacetato formado na 1ª 
etapa tem que ser transportado 
para fora da mitocôndria; ele é 
reduzido à malato pela malato
desidrogenase mitocondrial, com 
consumo de NADH
 Malato é transportado para citosol
e reoxidado à oxaloacetato
(enzima citosólica)
5
Reações próprias da 
gliconeogênese
 2ª etapa: O Oxaloacetato é 
então descarboxilado e 
fosforilado pela PEP-
carboxiquinase, dependente 
de Mg+2 formando PEP
 GTP: doador de grupo fosfato
 Piruvato → PEP são 
consumidos 2 fosfatos de alta 
energia (ATP e GTP)
PEP-
carboxiquinase
Vias opostas 
da glicólise e 
da 
gliconeogênese 
no fígado dos 
mamíferos
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Reações próprias da 
gliconeogênese
 2o desvio: conversão de F-1,6-biP em F-6-P, 
catalisada pela F-1,6-bifosfatase (etapa irreversível)
o Hidrólise da Frutose-1,6-Bifosfato:
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2
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Vias opostas 
da glicólise e 
da 
gliconeogênese 
no fígado dos 
mamíferos
Reações próprias da 
gliconeogênese
o 3o desvio: conversão de G-6-P, em Glicose livre, 
catalisada pela Glicose-6-Fosfatase no Retículo 
Endoplasmático dos hepatócitos
o Ocorre uma defosforilação da G-6-P
o Na maioria dos tecidos, não é gerada glicose livre; 
a glicose 6-P forma glicogênio
Reações próprias da 
gliconeogênese
Lado citosólico
Luz do RE
Pi + GlicoseGlicose 
6-Fosfato
PE
• Geração de glicose a partir de G-6-P
A Glicose-6-Fosfatase é estabilizada por uma proteína PE ligante de Ca+2
Stryer et al., 5a ed., 2004
6
Reações próprias da 
gliconeogênese
Formação de glicose pela Glicose-6 Fosfatase no RE dos 
hepatócitos
Sequência de reações da gliconeogênese 
a partir do Piruvato
2 Piruvato + 4ATP + 2GTP + 2 NADH + 4H2O → Glicose + 4ADP + 2GDP + 
Pi + 2NAD+ + 2H+
Destino do Lactato formado nos eritrócitos
As hemácias não possuem mitocôndrias e não podem oxidar 
completamente a glicose (glicólise); assim, a glicose é convertida 
em Lactato (anaerobiose) e este passa ao sangue, fígado onde é 
convertido em piruvato para síntese de glicose (gliconeogênese)
Destino do Lactato formado pelo 
músculo esquelético
o O músculo em contração fornece Lactato ao fígado, 
que o utiliza para a síntese da glicose 
(gliconeogênese).
o Assim, o fígado restaura o nível de glicosenecessário 
para as células musculares ativas, que derivam ATP da 
transformação glicolítica da glicose em Lactato
o Estas reações constituem o CICLO DE CORI
Fonte: Campbell, Peter N. Biochemistry. Saunders College Publishing 
Harcourt Brace College Publishers, 2a Edição, 1995, pg 482. 
C
I
C
L
O
D
E
C
O
R
I
Descobridores do Ciclo de Cori
Fonte: Campbell, 2000
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Destino do Alanina formada nos 
músculos
Alanina formada nos músculos pode ser utilizada para síntese de glicose 
(gliconeogênese)
Regulação da 
gliconêogenese e da 
glicólise no fígado
Glicólise Gliconeogênese 
Regulação da Glicólise e Gliconeogênese
M
e
m
b
ra
n
a
P
la
s
m
á
ti
c
a
Efeito do Glucagon na Via Glicolítica e 
Gliconeogênese
Glucagon
Receptor 
Gs
ATP
AMPc
Diminui
[Fru2,6 biP]
Inibe a Hexoquinase 
(glicólise) e ativa a F2,6-
BPase (gliconeogênese)
+
+
Hepatócito
Adenilato-
ciclase
Papel da Frutose 2,6 bifosfato na Via 
Glicolítica e Gliconeogênese
Estimula a glicólise, 
inibe a gliconeogênese
Inibe a glicólise, 
estimula a gliconeogênese
Glucagon 
Ingestão de álcool inibe a 
Gliconeogênese
O consumo de álcool (etanol), especialmente por 
indivíduos subalimentados, pode causar hipoglicemia.
Uma das principais 
regiões afetadas pela 
falta de glicose no corpo 
durante a bebedeira é o 
cerebelo, que é 
responsável pelo nosso 
equilíbrio e controle 
motor
8
Ingestão de álcool inibe a 
Gliconeogênese
CH3CH2OH + NAD
+ 
Etanol
CH3CHO + NADH + H
+
Acetaldeído
o A hipoglicemia resulta dos efeitos inibidores do álcool 
sobre a gliconeogênese hepática causado pelo NADH 
produzido durante o metabolismo do álcool
o O etanol é convertido em acetaldeído pela reação:
Ingestão de álcool inibe a 
Gliconeogênese
o O acetaldeído inibe a disponibilidade de piruvato e 
oxaloacetato para as reações catalisadas por Piruvato 
carboxilase e PEP-carboxiquinase.
o O NADH excedente bloqueia a conversão do lactato a 
glicose provocando hipoglicemia e promove a conversão 
da alanina em lactato, resultando em acúmulo do lactato 
no sangue (acidose láctica).
o Os NADH deveriam ser transportados para a mitocôndria 
mas o fígado não consegue fazê-lo na velocidade 
suficiente para evitar distúrbios metabólitos. 
Hipoglicemia e Intoxicação 
Alcoólica
Consumo de Álcool
Pessoa desnutrida
Após exercício extenuante
Hipoglicemia
Inibição da gliconeogênese hepática
NADH
Depleção do glicogênio hepático
Lactato
Diminuição do desempenho motor e intelectual 
Estupor e anestesia lesão irreversível do SNC
Referências
o CAMPBELL, M.K. Bioquímica. Editora ARTMED, POA, 
2000.
o DEVLIN, T.M. Manual de bioquímica com 
correlações clínicas.Ed. Edgar Blücher Ltda, S.P. 
2008. 
o LEHNINGER, L. A.; COX,N. Princípios de bioquímica 
2ª ed., Editora Savier, S.P. 2002
o STRYER, L. Bioquímica. Guanabara Koogan, 2008
o VOET, D.; JUDITH G; CHARLOTTE W. Fundamentos 
de Bioquímica. Ed. ArtMed, POA-RS, 2008.