Gliconeogênese: Síntese de Glicose

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Gliconeogênese 
Gliconeogênese 
Via metabólica importante 
 
 
Alguns tecidos: 
cérebro, 
 hemácias, medula 
renal,cristalino e 
córnea ocular, 
 testículos e 
músculo em 
exercício 
Suprimento 
contínuo 
de glicose 
Gliconeogênese 
 
Período maior de jejum ? ? ? 
 
Necessidade diária de um adulto humano – 
 glicose do cérebro 120g 
 
 
Reservas suficientes 
atender as necessidades 
Aprox. de um dia 
 
 
Glicose presente - líquidos orgânicos 
20g 
Glicogênio -190g 
 
Durante a atividade física prolongada de alta intensidade 
 
 
 
 
Glicogênio nas células musculares é degradado a glicose em 
resposta rápida à necessidade de energia. Por sua vez, o 
suprimento de glicogênio é reduzido rapidamente 
 
 
 
 
Nesses casos, o piruvato, (produto final da glicólise), pode 
ser convertido em lactato e exportado do musculo para o 
fígado. 
 
 
 
 
No fígado, com ATP, o lactato é convertido em “nova glicose” 
Gliconeogênese 
Gliconeogênese é importante quando: 
 Jejum prolongado 
Consumo inadequado de CHO 
 
Gliconeogênese ocorre principalmente no 
fígado e em menor extensão nos rins. 
 
 
• Síntese da glicose a partir do piruvato - utiliza várias 
enzimas da GLICÓLISE 
 
• Três reações da glicólise são essencialmente 
IRREVERSÍVEIS: 
 
 Hexoquinase 
 Fosfofrutoquinase 
 Piruvato quinase. 
Glucose-6-fosfatase 
Fructose-1,6-bisfosfatase 
 glicose 
 Pi 
 
 H2O 
 glucose-6-phosphate 
 Fosfoglicoisomerase 
 fructose-6-phosphate 
 Pi 
 H2O 
 fructose-1,6-bisfosfato 
 Aldolase 
 
 gliceraldeido-3-P + dihidroxiacetona-P 
 
 Triosefosfato Isomerase 
gliceraldeido-3-fosfato 
Desidrogenase 
Fosfoglicerato 
Quinase 
Enolase 
PEP Carboxiquinase 
 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 
Piruvato Carboxilase 
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 
PRECURSORES 
DA GLICONEOGENESE 
PRECURSORES 
DA GLICONEOGENESE 
 
PRECURSORES 
DA GLICONEOGENESE 
Piruvato quinase (Glicólise): 
 PEP + ADP + Pi  Piruvato + ATP 
Biotina tem uma cadeia de 5-C 
Carboxilato ligado ao grupo e-amino da 
lisina. 
PIRUVATO 
CARBOXILASE 
utiliza biotina 
como grupo 
prostético. 
 
CHCH
H2C
S
CH
NH
C
HN
O
(CH2)4 C NH (CH2)4 CH
CO
NH
O
biotin 
N subject to 
carboxylation 
lysine 
residue 
 
H3N
+
C COO

CH2
CH2
CH2
CH2
NH3
H

 lysine 
As cadeias laterais da biotina e lisina formam um 
braço longo que permite o anel da biotina dobrar 
para trás e para frente entre os 2 sítios ativos 
 
CHCH
H2C
S
CH
NH
C
HN
O
(CH2)4 C NH (CH2)4 CH
CO
NH
O
biotina 
N sujeito a 
carboxilação 
residuo de 
lisine 
 
 Carboxilação da biotina 
 
ATP reage com HCO3
 produzindo carboxifosfato. 
 
 biotina + ATP + HCO3
  carboxibiotina + ADP + Pi 
 

O P O
O
OH
C O

O
carboxifosfato 
 
CHCH
H2C
S
CH
NH
C
N
O
(CH2)4 C NH (CH2)4 CH
CO
NH
O
C
O
-O
carboxibiotina 
lysine 
residue 
 
No outro sítio ativo 
da Piruvato 
carboxilase: o CO2 
ativado é transferido 
da biotina para o 
piruvato: 
 
carboxibiotina 
+ piruvato 
 
biotina + 
oxaloacetato 
 
 
CHCH
H2C
S
CH
NH
C
N
O
(CH2)4 C NH R
O
C
O
-OC
C
CH3
O O

O
C
CH2
C
C
O
O O

O

O
CHCH
H2C
S
CH
NH
C
HN
O
(CH2)4 C NH R
O
carboxibiotina 
piruvato 
 
oxaloacetato 
biotina 
Piruvato Carboxilase (Gliconeogênese) catalisa: 
 piruvato + HCO3
 + ATP  oxaloacetato + ADP + Pi 
 
PEP Carboxiquinase (Gliconeogênese) catalisa: 
 oxaloacetato + GTP  PEP + GDP + CO2 
 
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 
PEP Carboxiquinase - GTP-dependente - oxaloacetato  PEP. 
Processado em dois passos: 
 Oxaloacetato é primeiramente descarboxilado e depois 
 Fosforilado – transferência do fosfato do GTP produzindo 
fosfoenolpiruvato (PEP). 
C
C
CH2
O O

OPO3
2
C
CH2
C
C
O
O O

O

O
CO2
C
C
CH2
O O

O

GTP GDP
 
oxaloacetato PEP 
PEP Carboxiquinase 
 
 FOSFOFRUTOQUINASE (Glicólise) catalisa: 
 fructose-6-P + ATP  fructose-1,6-bisP + ADP 
 FRUTOSE-1,6-BISFOSFATASE (Gliconeogenêse) catalisa: 
 frutose-1,6-bisP + H2O  frutose-6-P + Pi 
 
frutose-1,6-bisfosfate frutose-6-fosfate 
Frutose-1,6-bisfosfatase 
CH2OPO3
2
OH
CH2OH
H
OH H
H HO
O
CH2OPO3
2
OH
CH2OPO3
2
H
OH H
H HO
O
H2O
6
5
4 3
2
1
+ Pi
 HEXOQUINASE (Glícólise) catalisa: 
 glicose + ATP  glicose-6-fosfato + ADP 
 
 GLICOSE-6-FOSFATASE (Gliconeogênese) catalisa: 
 glicose-6-fosfato + H2O  glicose + Pi 
 
H O
OH
H
OHH
OH
CH2OH
H
OH
HH O
OH
H
OHH
OH
CH2OPO3
2
H
OH
H
H2O
1
6
5
4
3 2
+ Pi
glucose-6-phosphate glucose 
Glucose-6-phosphatase 
A gliconeogênese e a glicólise 
 são reciprocamente reguladas 
Piruvato Carboxilase (piruvato  oxaloacetato) 
ativada alostericamente pela acetil CoA. 
 
 
 Glucose-6-P glucose 
 Gliconeogênese Glicólise 
 piruvato 
 ácidos graxos 
 acetil CoA C. cetônicos 
 
 oxaloacetato citrato 
 
 Krebs 
 
 
 
Exercício 
 Gliconeogênese significativa 
durante o exercício 
 Fornecer glicose adicional 
ao coração e músculo 
esquelético: 
 Ciclo de Cori 
 Ciclo Glicose - alanina 
Lactato liberado pelo músculo ativo é convertido em glicose 
no fígado, jogada na circulação e captada pelo músculo, 
que novamente a transforma em lactato e assim por diante 
 Ciclo de Cori 
 Fígado Sangue Músculo 
 
 Glicose Glicose 
 2 NAD+ 2 NAD+ 
 2 NADH2 NADH 
 6 ~P 2 ~P 
 
 2 Piruvato 2 Piruvato 
 2 NADH 2 NADH 
 2 NAD+ 2 NAD+ 
 
 2 Lactatos 2 Lactatos 
Ciclo da Glicose - Alanina