METABOLISMO DO GLICOGÊNIO GLICOGENÓLISE CITOCROMO P450

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METABOLISMO DO 
GLICOGÊNIO
➢ UNINASSAU Teresina
➢ CURSO: Farmácia
➢ DISCIPLINA: Bioquímica Aplicada
➢ Prof. Dr. Gerson Tavares Pessoa
Metabolismo dos Carboidratos
Carboidratos Alimentares Glicose Glicose-6-fosfato
Glicose-1-fosfatoGlicogênio
Glicólise (Via Embden-Meyerhof)
Piruvato
Ciclo de Krebs
Cadeia Respiratória
Produção de CO2
e H2O e 
ENERGIA (ATP)
GLICOGENÓLISE
GLICOGÊNESE
FONTE ENERGÉTICA PARA 
DIFERENTES TECIDOS
GLICOSE ÁCIDOS 
GRAXOS
CORPOS 
CETÔNICOS
Cérebro e SN +
Hemácias +
Medula Renal +
Fígado + +
Tecido Adiposo + +
Músculos 
Esquelético e 
Cardíaco
+ + +
Córtex Renal + + +
A Importância da Glicose
➢ Principal açúcar para o metabolismo
intermediário;
➢Os tecidos retiram-na da circulação e
utilizam-na para cobrir sua necessidade
energética ou para a formação de outros
produtos ricos em carboidratos.
Fontes Primárias da Glicose 
Sanguínea
➢ Dieta;
➢ Degradação do Glicogênio (reserva hepática →
manutenção da glicemia por 8h de jejum);
➢ Gliconeogênese (AA, lactato e glicerol) → 50%
da glicose circulante após 16h de jejum
(noturno).
Obs: O corpo desenvolveu mecanismos para
armazenar um suprimento de glicose em
uma forma rapidamente mobilizável – o
GLICOGÊNIO.
α-AMILASE x CELULASE: O QUE SÓ AS 
ENZIMAS “VÊEM”...
Cupins: Trichonympha
Ruminantes: protistas e bactérias (celulase)
GLICOGÊNESE
➢É o processo bioquímico que transforma
a glicose em glicogênio.
➢Mais proeminente nos músculos e no
fígado.
➢O músculo armazena glicose apenas para
o consumo próprio, e utiliza durante o
exercício (contração muscular).
➢O fígado é o órgão mantenedor da
glicemia.
FUNÇÃO DO GLICOGÊNIO 
MUSCULAR
Glicogênio
↓ glicogênio-fosforilase
Glicose-1P
↓ fosfoglicomutase
Glicose-6P
↓ Glicólise
ENERGIA/ATP (Trabalho Muscular) 
FUNÇÃO DO GLICOGÊNIO 
HEPÁTICO
Glicogênio
↓ glicogênio-fosforilase
Glicose-1P
↓ fosfoglicomutase
Glicose-6P
H2O → ↓ → Pi “glicose 6-fosfatase”
Glicose
↓
GLICEMIA
enzima desrramificadora de 
glicogênio
Degradação do 
glicogênio
RESERVAS MUSCULARES E 
HEPÁTICAS DE GLICOGÊNIO
Reserva de 
Glicose
Massa (média) % em relação 
à massa do 
órgão
Glicogênio 
Muscular
400g 1-2
Glicogênio 
Hepático
100g 6-8
ARMAZENAMENTO DE GLICOGÊNIO
Tamanho: 0,1 µm Concentração de glicogênio: 0,01 µM
Hidroxilas: pontes de H com a H2O
Enzimas aderidas
GLICOGÊNESE
➢Matéria-prima: glicose-1-fosfato
➢ Local: citosol;
➢Necessidades energéticas:
a) ATP: fosforilação da glicose;
b) UTP: síntese de UDP-glicose (substrato 
inicial da via).
UTP: Uridina Trifosfato
DE ONDE VEM A GLICOSE PARA A 
GLICOGÊNESE?
Dieta → Glicose (sangue)
↓
Glicose (na célula)
ATP ↓ Glicoquinase/Hexoquinase
Glicose-6-fosfato
↓ Fosfoglicomutase
Glicose-1-fosfato
UTP ↓ UDP-glicose-pirofosforilase
UDP-Glicose
↓ Glicogênio-sintase
GLICOGÊNIO (Prime - fragmento)
DE ONDE VEM A GLICOSE PARA A 
GLICOGÊNESE?
Dieta → Glicose (sangue) → Glicose (eritrócitos)
↓ (glicólise anaeróbia)
lactato
↓ 
fígado
↓ (gliconeogênese)
Glicose-6-fosfato
↓ Fosfoglicomutase
Glicose-1-fosfato
UTP ↓ UDP-glicose-pirofosforilase
UDP-Glicose
↓ Glicogênio-sintase
GLICOGÊNIO (Prime - fragmento)
GLICOGÊNESE
Glicose-6-fosfato
Fosfoglicomutase
Glicose-1-fosfato
UDP-Glicose
Glicogênio sintase
Glicogênio
GLICOGÊNESE
➢ A Glicogênio-sintase necessita de um “prime”,
ou seja, um resíduo, por onde começar, o qual
deve ser formado por pelo menos quatro
moléculas de glicose (resíduo de Glicogênio).
➢ A Glicogenina pode ser a responsável pela
formação desta pequena cadeia. A ela se liga o
primeiro resíduo de glicose, por ação da
Sintase Iniciadora do Glicogênio.
O QUE DESPERTA A 
GLICOGÊNIO SINTASE?
➢Um molde preexistente da cadeia de 
poliglicose com ligações α 1→ 4;
➢Um ramo com até 8 resíduos glicosil.
“O que os olhos não vêem o
coração não sente.”
GLICOGÊNESE
Glicose-1P + UTP H2O
PPi 2 Pi
UDP-glicose pirofosforilase Pirofosfatase
UDP-Glicose
Glicogênio sintase Prime Glicogênio-iniciador-sintase
Fragmento de Glicogênio Glicogenina (-OH de tirosina)
Glicogenina: até 8 resíduos glicosil → autonomia da glicogênio sintase.
GLICOGÊNESE
➢A UDP-Glicose é a fonte de todos os
resíduos glicosil que serão
adicionados à molécula do glicogênio
em formação.
➢Quando a UDP-glicose é direcionada à
cadeia de glicogênio, a Glicogênio
sintase se aproxima da reação e realiza
a ligação entre ambas.
GLICOGÊNESE
➢ Glicogênio sintase: prolonga a cadeia em
formação.
➢ Glicogênio de 11 a 15 resíduos glicosil: o
deslocamento da Glicogênio sintase.
➢ Glicosil (4:6) transferase: faz a transferência de
6 a 7 resíduos glicosil da extremidade para o
meio da cadeia do Glicogênio (ramificação).
➢ Uma nova extremidade: a volta da Glicogênio
sintase ao processo e o prolongamento da
cadeia.
GLICOSIL (4:6) 
TRANSFERASE
ESTRUTURA DO GLICOGÊNIO
EFEITO BIOLÓGICO DA RAMIFICAÇÃO
“Pra quê ramificar? Ramificar pra quê?...
1º- deixar a molécula mais solúvel;
2º- aumentar o número de extremidades não-redutoras (ação
enzimática)
GLICOGÊNESE
ligação -1,6
ligação -1,4
P
glicose 
1 fosfato
+ UridinaP P P
Uridina trifosfato
(UTP)
UDP glicose 
pirofosforilase
P P
P UridinaP
UDP glicose
ligação α-1,4
Glicosil (4:6) 
transferase
Glicogênio-
sintase
Glicosil (4:6) 
transferase
SÍNTESE DO GLICOGÊNIO
ligação -1,6
ligação -1,4
P
U
rid
in
a
P
ligação α-1,4
UDP-GLICOSE
A INVERSÃO METABÓLICA 
E A GLICOGENÓLISE
ENZIMAS DA GLICOGENÓLISE
➢ Fosforilase do glicogênio;
➢ Enzima desramificadora (bifuncional):
* glicosil (4:4) transferase
* alfa ou amilo (1:6) glicosidase
Glicogênio fosforilase
➢ Quebra da ligação glicosídica por fosforólise;
➢ Parte da energia da ligação é preservada no
glicose-1-fosfato (éster fosfórico):∆G´º= - 20,9 KJ/mol
➢ Piridoxal-fosfato: co-fator enzimático;
➢ Limite da ação: a 4 resíduos da ramificação.
(Vit.B6)
GLICOSIL (4:4) 
TRANSFERASE
AMILO (1:6)
GLICOSIDASE
ligação -1,6
ligação -1,4
Degradação do glicogênio
P
Reação de Fosforólise
DEXTRINA LIMITE
ENZIMA 
DESRAMIFICADORA I
ENZIMA 
DESRAMIFICADORA II
ENZIMA DESRAMIFICADORA I: GLICOSIL (4→4) TRANSFERASE
Transferência da cadeia da ramificação para outra extremidade
ENZIMA DESRAMIFICADORA II: AMILO (1→6) GLICOSIDASE
ligação -1,6
ligação -1,4
P
glicose 
1 fosfato
Degradação do glicogênio
P
glicose 
6 fosfato
Glicólise
Ação da Epinefrina!
Regulação Enzimática e Hormonal da 
Glicogênese e Glicogenólise no Fígado
 
REGULAÇÃO ENDÓCRINA DO 
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Proteína cinase A 
(PKA)
Fosforilase 
quinase
Fosforilase 
quinase
P
Glicogênio 
fosforilase b
Glicogênio 
fosforilase a
P
Glicogênio 
sintase a
Glicogênio 
sintase b
P
Forma ativa
Forma inativa
AMPc →
EFETORES ALOSTÉRICOS
➢ ATP
➢ AMP
➢G6P
➢GLICOSE
OXIDAÇÕES BIOLÓGICAS
➢Oxidação – perda de elétrons
➢Redução – ganho de elétrons
➢Oxigenases (drogas, xenobióticos,
poluentes, carcinogênicos)
➢Metabolizadas pelo citocromo P450
CITOCROMO
➢ São hemoproteínas contendo ferro, cujos
átomos de ferro oscilam entre Fe3+ e Fe2+
durante o processo de oxidorredução
➢ Local: retículo endoplasmático (citocromo
P450 e b5)
➢ Local: mitocôndria (cadeiarespiratória
mitocondrial) – citocromos b, c1, c, a e a3
CITOCROMO P450
➢Oxidar grande número de substâncias
para torna-las mais polares e
hidrossolúveis
➢ P450 – possuem o máximo de absorção
de ondas com comprimento próximo a
450nm
➢ Ferro hemo é reduzido e complexado em
monóxido de carbono
CITOCROMO P450
➢ Importância
❑ Facilitar a excreção de substâncias
indesejáveis
❑ Ativação e desativação de muitos fármacos e
toxinas
❑ Síntese de ácidos graxos
❑ Síntese de hormônios esteroides
❑ Principalmente em células do fígado e
intestino delgado
CITOCROMO P450
➢Monooxigenase (reação mais comum)
❑ Inserção de um átomo de oxigênio em
um substrato orgânico, enquanto o outro
átomo de oxigênio é reduzido a água