Metabolismo do glicogênio 1 e 2_2020

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Metabolismo do 
glicogênio
Mayra Santos
Glicogênio 
• É uma forma de ARMAZENAR GLICOSE – polímero de glicose!
• Fonte de rápida mobilização (estrutura)
• Importância:
• Principal fonte de energia do corpo – glicose
• Armazena o excesso de glicose;
• A degradação do glicogênio e a liberação controlada da glicose: 
aumentam a glicose disponível entre as refeições.
• Mantém os níveis sanguíneos
• Rápida utilização no músculo
• Armazenamento otimizado – reduz a osmolaridade
Glicogênio 
• Principais reservas: fígado e músculo esquelético
• Fígado – maior capacidade de reserva de glicogênio
• Músculo esquelético – tem mais glicogênio armazenado no total
Dentro destes grânulos, existe não 
só glicogênio, mas também enzimas
que serão importantes para o 
metabolismo do glicogênio.
Glicogênio - funções
• Glicogênio hepático – reserva de glicose para a manutenção das 
concentrações de glicose no sangue.
• Glicogênio muscular – reserva de combustível para aquele tecido.
12 horas
Estrutura
Estrutura-ligações glicosídicas 
• Extremidade redutora – carbono 1
• Extremidade não-redutora – carbono 4
Glicogênese 
• Formação do glicogênio
• Ambiente intracelular
Glicogênese 
Glicogênese - Fosfoglicomutase
Glicogênese- UDP glicose pirofosforilase
Glicogênese – glicogênio sintase
Glicogênese – glicogênio sintase
• Faz as ligações glicosídicas α-1,4 
alongando a cadeia de glicogênio
• UDP + ATP = UTP + ADP
Glicogenina 
• “o glicogênio é imortal?”
• A glicogênio sintase não pode iniciar a síntese do glicogênio com um 
única molécula de glicose 
• Glicose+Glicogênio
• Alta afinidade por glicose
• É comum que sempre haja glicogênios residuais nas células logo após 
um período de jejum...
Glicogenina 
• É uma enzima
• Inicia a síntese do glicogênio
• Se autoglicosila
• Liga a glicose ao seu resíduo 
de tirosina.
• É uma ligação α-1,4.
• Cria uma extremidade não-redutora
(carbono 4) permitindo a ação da 
Glicogênio sintase!
Enzima ramificadora • Faz as ligações glicosídicas α-1,6
Glicogênio sintase 
• Apresenta a serina como aminoácido catalítico no seu centro ativo
• Apresenta tbm duas formas:
• Forma a (I) – ativa
• Forma b (D) – inativa 
• Forma b apresenta o resíduo de serina fosforilado - fosfato (P)
• Forma a é não fosforilada
• Depende da presença de G6P
• Independe de G6P para sua atividade
Glicogenólise 
• Degradação do glicogênio
• Baixa glicemia ou atividade muscular
• Glicogênio fosforilase
• Apresenta a serina como aminoácido catalítico no seu centro ativo
• Apresenta tbm duas formas:
• Forma a – ativa
• Forma b – inativa 
• MUITA ATENÇÃO!!!! 
• Forma a apresenta o resíduo de serina fosforilado - fosfato (P)
• Forma b é não fosforilada
Glicogenólise – glicogênio fosforilase
• Catalisa a fosforólise do glicogênio.
• Quebra as ligações glicosídicas α-1,4
Glicogenólise - Fosfoglicomutase
Glicogenólise – glicose 6 fosfatase
Enzima desramificadora
• A glicogênio fosforilase é específica para ligações glicosídicas α-1,4
• Para o corte 4 resíduos de glicose antes de uma ligação glicosídica α-1,6 (ramificação)
• A enzima desramificadora é bifuncional:
Resumindo...
Glicogênese Glicogenólise
Glicoquinase/
hexoquinase
Glicogênio fosforilase
Fosfoglicomutase Fosfoglicomutase
UDP glicose 
fosforilase
Glicose 6 fosfatase 
(fígado)
Glicogênio sintase
Enzima 
desramificadora
Enzima ramificadora
Glicogenoses 
• Doenças de armazenamento de glicogênio
• Defeitos hereditários em um ou mais enzimas envolvidas na síntese e 
degradação do glicogênio.
• Doença de McArdle
• Ausência da gligogênio fosforilase do músculo
• Problema na degradação do glicogênio muscular
• Cãimbras dolorosas
• Incapaz de realizar exercício extenuante (reserva de glicogênio não disponível)
• Músculo danificado (suprimento inadequado de energia e acúmulo de glicogênio).
Metabolismo do glicogênio
REGULAÇÃO
Ativa
Ativa
Estado das enzimas
GLICOGÊNIO SINTASE GLICOGÊNIO 
FOSFORILASE
ATIVA a (I) – não fosforilada a – fosforilada
INATIVA b (D) - fosforilada b – não fosforilada
A regulação dessas enzimas é através da alteração de um estado para o outro!
Glicogênio sintase e glicogênio fosforilase -
regulação
• Ambas as enzimas estão sujeitas a controle por efetores alostéricos e 
por modificação covalente.
• A regulação alostérica é imediata
• Efetores positivos e negativos (a ação depende da enzima)
• AMP
• ATP
• Glicose
• Glicose-6-fosfato (G6P)
Regulação alostérica
GLICOGÊNIO SINTASE
GLICOGÊNIO 
FOSFORILASE
CONSEQUÊNCIA
ALTA DE AMP Inibida Ativada Aumenta glicose
ALTA DE ATP, 
GLICOSE E 
G6P
Ativada Inibida Baixa glicose
Glicose – principal fonte energética
ATP –
ADP –
AMP -
Enzima “qualquer coisa” FOSFORILASE – Fosforila (Acrescenta
fosfato)
Ex.: Glicogênio fosforilase – quebra glicogênio acrescentando fosfato;
Enzima “qualquer coisa” FOSFATASE – Defosforila (Retira fosfato)
Ex.: Glicose 6 fosfatase – retira fosfato da G6P no hepatócito, liberando glicose livre para 
o sangue.
Regulação por modificação covalente
• Fosforilase quinase – fosforila (acrescenta fosfato)
• Fosfoproteína fosfatase – defosforila (retira fosfato)
• Ativam ou inativam a glicogênio sintase e a glicogênio fosforilase
GLICOGÊNIO SINTASE GLICOGÊNIO 
FOSFORILASE
ATIVA a (I) – não fosforilada a – fosforilada
INATIVA b (D) - fosforilada b – não fosforilada
Fosforilase 
quinase
Fosforilase
quinase
Fosfoproteína
fosfatase
Fosfoproteína 
fosfatase
Fosforilase quinase e fosfoproteína fosfatase
FOSFORILASE 
QUINASE
ATIVA a – fosforilada
INATIVA b – não fosforilada
FOSFOPROTEÍNA 
FOSFATASE
EFETORES ALOSTÉRICOS (AMP, ATP, GLICOSE)
AMPc, PKA, Ca+2
Exemplo:
Alta de glicose na célula
- Inativa fosforilase quinase 
(defosforilada)
- Glicogênio sintase ativa 
(defosforilade)
- Glicogênio fosforilase inativa 
(defosforilada)
- Síntese de glicogênio
Baixa de glicose na célula
- Ativa fosforilase quinase (se 
mantém fosforilada)
- Glicogênio sintase inativa 
(fosforilada)
- Glicogênio fosforilase ativa 
(fosforilada)
- Degradação do glicogênio
Fosforilase quinase e fosfoproteína fosfatase
FOSFORILASE 
QUINASE
ATIVA a – fosforilada
INATIVA b – não fosforilada
FOSFOPROTEÍNA 
FOSFATASE
EFETORES ALOSTÉRICOS (AMP, ATP, GLICOSE)
AMPc, PKA, Ca+2
?
?
Síntese de glicogênio
Fosforilase quinase
Regulação hormonal
• Regulação da glicemia
• Insulina
• Glucagon
• Hormônio “luta e fuga”
• Adrenalina 
Liberação da insulina Após refeições
Liberação do glucagon Períodos de jejum (dia ou 
noturno)
Síntese de glicogênio
Glucacon 
• Glucagon estimula a síntese 
de glicose-6-fosfatase
Glicogenólise – glicose 6 fosfatase
Insulina e glucagon
Regulação por feedback
• Glicogênio no tecido glicogênio sintase ativa
• Glicogênio tornaria a glicogênio sintase a um bom substrato para uma 
proteína quinase (fosforila);
• Glicogênio poderia inibir a defosforilação da glicogênio sintetase pela 
fosfoproteína fosfatase, impendindo sua ativação.
• Reduzindo a velocidade de síntese de glicogênio!
GLICOGÊNIO SINTASE GLICOGÊNIO 
FOSFORILASE
ATIVA a (I) – não fosforilada a – fosforilada
INATIVA b (D) - fosforilada b – não fosforilada