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Excesso de glicose no organismo é convertido em formas poliméricas de armazenamento, no nosso caso, em forma de glicogênio - Em grandes grânulos citosólicos○ O glicogênio é armazenado principalmente no fígado e no músculo esquelético- O glicogênio muscular pode ser gasto em menos de uma hora durante atividade intensa ○ O glicogênio do músculo fornece uma fonte de energia rápida para o metabolismo aeróbio e anaeróbio - Com grande relevância para os neurônios do cérebro, que não podem usar ácidos graxos como combustível (pois há formação de corpos cetônicos) ○ O glicogênio hepático pode acabar no período de 12 a 24 horas○ O glicogênio do fígado serve como reserva de glicose para outros tecidos quando não há glicose disponível (entre as refeições ou período de jejum) - Mas as gorduras, nos mamíferos, não podem ser convertidas em glicose e não podem ser metabolizadas anaerobiamente ○ Nos humanos, a quantidade total de energia armazenada na forma de glicogênio é muito menor do que a quantidade armazenada como gordura (triacilglicerol) - Os grânulos de glicogênio são agregados complexos de moléculas de glicogênio mais as enzimas que são responsáveis por sua síntese e degradação - MAS algumas enzimas diferem em aspectos importantes que resultam diretamente nos papéis diferentes do glicogênio em cada um desses dois tecidos ○ Tanto no músculo como no fígado, os mecanismos gerais de armazenamento e mobilização do glicogênio são os mesmos - O glicogênio também pode ser obtido através da alimentação e, neste caso, é degradado no intestino (o que envolve enzimas hidrolíticas) onde é convertido em glicose livre - GLICOGENÓLISE: degradação do glicogênio em glicose-1-fosfato- GLICOGÊNESE: síntese do glicogênio- É a enzima que catalisa a degradação do glicogênio○ Com isso há a remoção do resíduo terminal na forma de α-D-glicose-1-fosfato▪ Catalisa a reação na qual uma ligação glicosídica (α 1→4) entre dois resíduos de glicose, em uma extremidade não redutora da molécula de glicogênio, é atacada por um fosfato inorgânico (Pi) ○ Difere da hidrólise das ligações glicosídicas, porque no caso parte da energia da ligação glicosídica é preservada pela formação do éster de fosfato: glicose-1- fosfato ▪ O que ocorre é uma fosforólise○ Seu grupo fosfato atua como catalisador ácido, promovendo o ataque pelo Pi sobre a ligação glicosídica ▪ Piridoxal-fosfato (PLP) é um cofator essencial na reação da glicogênio-fosforilase○ Glicogênio-fosforilase- GLICOGENÓLISE (metabolização do glicogênio) METABOLISMO DO GLICOGÊNIO Página 1 sobre a ligação glicosídica Então, uma enzima de desramificação age, uma transferase, catalisa duas reações sucessivas que removem as ramificações ▪ Depois que as ramificações foram removidas e o resíduo glicosil na posição C-6 é hidrolisado, a atividade da glicogênio-fosforilase pode continuar ▪ A glicogênio-fosforilase age repetidamente nas extremidades não redutoras até que chegue no ponto a quatro resíduos de glicose de um ponto de ramificação (α 1→6) e ai para de agir naquela molécula ○ E é convertida em glicose-6-fosfato pela enzima fosfoglicomutase (que catalisa a reação reversível) ○ A glicose-1-fosfato é o produto final da reação da glicogênio-fosforilase - A fosfoglicomutase, inicialmente fosforilada, doa um grupo fosforil ao C-6 do substrato (glicose-1-fosfato) e aceita um grupo fosforil do C-1 - Página 2 A glicose-6-fosfato formada no músculo a partir do glicogênio pode ir para a via glicolítica e servir de energia para a contração muscular - A glicose livre então, deixa o hepatócito pelo transportador GLUT 2 (que está na membrana plasmática) ▪ O objetivo neste caso, é liberar glicose para o sangue quando o nível de glicose sanguínea diminui. Por isso, é necessária a presença da enzima glicose-6-fosfatase no FÍGADO e no RIM, mas não em outros tecidos ○ É importante observar essa separação do processo, porque isso garante que a glicólise não seja abortada pela presença da glicose-6-fosfatase (que iria quebrar a molécula de glicose-6-fosfato em glicose livre e assim a via glicolítica não aconteceria) ▪ O sítio ativo dessa enzima fica no lúmen do retículo, separada do citosol (onde ocorre a glicólise) ○ No fígado, o propósito da degradação é diferente do musculo- O músculo e o tecido adiposo não conseguem converter a glicose-6-fosfato em glicose, pois não tem a enzima glicose-6-fosfatase e assim não fornecem glicose para o sangue - GLICOGÊNESE (síntese de glicogênio) Página 3 GLICOGÊNESE (síntese de glicogênio) Nucleotídeos de açúcar são substratos para a polimerização de monossacarídeos em moléculas maiores, como o glicogênio ○ Os nucleotídeos de açúcar são compostos nos quais o carbono anomérico do açúcar é ativado pela união a um nucleotídeo por meio de uma ligação éster de fosfato ○ O nucleotídeo de açúcar UDP-glicose doa glicose para a síntese do glicogênio- Ocorre em quase todos os tecidos, mas a síntese é mais importante no fígado e no músculo esquelético - Essa glicose-6-fosfato pode ser derivada da glicose livre em uma reação catalisada por uma hexocinase ○ A glicose é captada pelos eritrócitos▪ E é transformada glicoliticamente em lactato (que é captado pelo fígado e convertido em glicose-6-fosfato pela neoglicogênese) ▪ E parte da glicose inerida faz uma via mais indireta até o glicogênio○ O ponto de partida para a síntese do glicogênio é a glicose-6-fosfato- Para iniciar a síntese, a glicose-6-fosfato é convertida em glicose-1-fosfato na reação da fosfoglicomutase - O produto obtido (glicose-1P) é convertido em UDP-glicose pela ação da UDP-glicose- pirofosforilase (etapa fundamental da biossíntese do glicogênio - A glicogênio sintase vai promover a transferência da glicose da UDP-glicose para uma extremidade NÃO REDUTORA de uma molécula ramificada de glicogênio formando uma nova ligação (α 1→4) ○ Então a UDP-glicose torna-se o doador imediato dos resíduos de glicose na reação catalisada pela glicogênio-sintase - Página 4 Assim a enzima responsável por fazer isso é a glicosil-(4→6)-transferase, transferindo um fragmento terminal com 6 a 7 resíduos de glicose ○ O efeito biológico da ramificação é tornar a molécula mais solúvel e aumentar o número de sítios acessíveis à glicogênio-fosforilase e a glicogênio-sintase ○ A glicogênio-sintase não pode formar ligações (α 1→6) encontradas nos pontos de ramificação - A glicogênio-sintase não consegue iniciar uma cadeia de glicogênio "de novo", ela precisa da ajuda de um iniciador (que pode ser uma cadeia poliglicosídica em (α 1→ 4) ou uma ramificação que tenha pelo menos 8 resíduos de glicose) ○ Primeiro um resíduo de glicose da UDP-glicose é transferido para a glicogenina (catalisada pela atividade glicosil-transferase dela mesma) ▪ A cadeia iniciada se alonga pela adição sequencial de mais 7 resíduos de glicose e a partir desse ponto a glicogênio-sintase pode agir alongando ainda mais a cadeia de glicogênio ▪ A glicogenina permanece unida covalentemente a única extremidade redutora da molécula de glicogênio ▪ A glicogenina, uma proteína, é o iniciador (sobre a qual são montadas novas cadeias) e ao mesmo tempo, é a enzima que catalisa essa montagem/síntese. ○ A glicogenina prepara os resíduos iniciais de glicose no glicogênio- Página 5 Página 6
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