Bioquímica_ Gliconeogênese - Parte 1

Prévia do material em texto

Gliconeogênese
- Gliconeogênese: formação de glicose a partir de uma molécula orgânica
que não é um carboidrato
- Glicogênese: síntese do glicogênio
- Mamíferos precisam de ao menos três carbonos para sintetizar carboidratos
- Mamíferos não conseguem transformar Acetil-coA em glicose
pois o acetil tem apenas dois carbonos
- Ácidos Graxos de número ímpar: podem servir para a gliconeogênese pois
geram o propionil CoA, que pode ser convertido a glicose; (entretanto não é
significativo)
- Ácido graxo poderia formar glicose pelo desvio do oxaloacetato,
mas isso desviaria ele do ciclo de Krebs, fazendo com que o
Acetil-coA não tivesse com quem reagir - limitação da via
- Piruvato carboxilase: adiciona uma carboxila ao piruvato;
- primeiro o CO2 é hidratado pela anidrase carbônica, formando
bicarbonato, que é de onde vem os carbonos para carboxilar o
piruvato, transformando-o em oxaloacetato, que reage com GTP
virando fosfoenolpiruvato
- Todas as reações seguintes que são reversíveis são iguais as da
glicólise, utilizando as mesmas enzimas; as vias diferem em apenas mais
dois pontos
- Só o fígado e os rins tem glicose 6-fosfatase; nos outros tecidos essa
enzima não está sendo expressa
- O fosfoenolpiruvato pode ser fabricado dentro ou fora da mitocôndria -
influenciado pela disponibilidade de NADH no interior da mitocôndria
- Consumo de ATP: reações irreversíveis - síntese = consome energia
Regulação
● Glicoquinase (hexoquinase IV): normalmente fica presa no núcleo da
célula por uma proteína - glicose6 fosfato faz com que ela fique mais presa
no núcleo pois aumenta a afinidade por essa proteínas; glicose remove a
proteína - vai para o citoplasma para participar da glicólise
- regulação por localização celular
● Fosfofrutoquinase 1 (PFK1): coloca o fosfato (glicólise)
- Mais sensível a ser regulada (precisa estar inativada durante a
gliconeogênese)
- Praticamente irrelevante fisiologicamente - muito pouco ativa
● regulada negativamente por ATP e positivamente por ADP e
AMP
● Frutose 2,6-bisfosfato: ativa a ffq1 e inibe a f2,6bf - advém da
frutose 6-fosfato - única função: ativar a ffq1
- retirada da f2,6bf da célula (diminui a disponibilidade)=
inativação da ffq1 - é retirada pela transformação de f2,6bf em
f6f
● PFK2: duas atividades (bifuncional) - quinase e fosfatase
- está com atividade de quinase quando precisa
produzir ATP - momento após a refeição devido a
liberação de insulina
- está com atividade de fosfatase no momento de
jejum - influenciado pelo glucagon
● ISSO ESTÁ NO FÍGADO !!!!
- Frutose 1,6-bisfosfatase: retira o fosfato (gliconeogênese)
Controle hormonal
● Glucagon liga no receptor que muda a conformação da proteína G
mecanicamente
- Proteína G: ativa a Adenilato Ciclase
- Adenilato ciclase tira dois fosfatos do ATP e gera AMPciclico que
liga fisicamente a proteína quinase A que tem 4 subunidades (duas
catalíticas e duas regulatórias)- liga nas subunidades regulatórias
-proteína se abre e as unidades catalíticas ficam livres
- A proteína quinase A fosforila a PFK2, que fica com atividade de
fosfatase, favorecendo a gliconeogênese
- A insulina faz o processo ativando uma fosfatase
● Algumas células de animais superiores utilizam apenas glicose como fonte
de energia
○ Cérebro
○ Hemácias
○ Retinal
○ Mucosa intestinal
○ Medula renal
Após as refeições, a absorção dos alimentos faz aumentar a glicemia
(concentração de glicose plasmática). A liberação de insulina pelo pâncreas
estimula a absorção da glicose
Com a diminuição da glicemia, atingindo um nível basal, o pâncreas
começa a secretar glucagon, que estimula a degradação do glicogênio hepático
- só contribui por até 8 horas de jejum
Síntese de glicose a partir de compostos que não são carboidratos
● Ocorre principalmente no fígado e nos rins
● Precursores mais importantes:
○ Aminoácidos (todos - aminoácidos glicogênicos, com exceção da
lisina e leucina)
❏ Lisina e Leucina podem produzir apenas acetil-CoA
❏ Grupo amino é excretado como uréia
● Lactato
○ No fígado e nos rins, alanina e lactato convertem-se em
piruvato e glutamina em oxaloacetato, que originam glicose
pela gliconeogênese
● Glicerol
○ Pequena importância quantitativa
A gliconeogênese ocorre nos rins e no fígado a partir de substratos produzidos pelo
músculo
● alanina e glutamina = jejum
piruvato
alanina
● lactato = esforço intenso
Reações da gliconeogênese
● Conversão de alanina e lactato a piruvato
○ alanina aminotransferase
○ lactato desidrogenase
Glutamina: inicialmente convertida a a-Cetoglutarato por intermédio da
glutainase e glutamato desidrogenase
● A aspartato aminotransferase converte a-cetoglutarato em oxaloacetato
Utiliza quase todas as enzimas da glicólise, exceto aquelas que catalisam
reações irreversíveis
● piruvato quinase
● fosfofrutoquinase 1
● glicoquinase
1. Conversão do piruvato a fosfoenolpiruvato: a reação que na glicólise é
catalisada pela piruvato quinase é substituída por duas reações catalisadas
pela piruvato carboxilase e pela fosfoenolpiruvato carboquinase
● O piruvato citosólico entra na mitocôndria pela piruvato
translocase. A biotina, coenzima da piruvato carboxilase,
combina-se com CO2 a custa de ATP, produzindo oxaloacetato
● O oxaloacetato passa para o citosol pela lançadeira do
malato-aspartato e por ação da fosfoenolpiruvato
carboxiquinase, é convertido a fosfoenolpiruvato por
descarboxilação e fosforilação a custa de GTP
○ pode haver uma translocase para ele
O fosfoenolpiruvato é transformado em frutose 1,6-bifosfato pelas enzimas
que compõem a glicólise
2. Conversão de frutose 1,6-bisfosfato a frutose 6-fosfato: ocorre uma
reação de hidrólise do grupo fosfato do carbono 1, catalisada pela enzima
frutose 1,6-bisfosfatase (em substituição da fosfofrutoquinase 1)
● A fosfoglicoisomerase converte a frutose 6-fosfato a glicose
6-fosfato
3. Conversão de glicose 6-fosfato a glicose: hidrólise do grupo fosfato ligado
ao carbono 6, catalisada pela glicose 6-fosfatase
O glicerol, para ser convertido a glicose, é transformado em glicerol 3-fosfato, que
é oxidado a hidroxiacetona fosfato, que segue em direção a glicose pelas vias dessa
reação ou pelas substitutivas
Balanço energético da gliconeogênese
● Via de síntese (anabolismo)
○ Nos casos de alanina e lactato, para cada molécula de glicose
formada a partir de duas moléculas de piruvato, são necessários 6
ATPS
○ Para a glutamina, são utilizados 4 ATPs
○ Para o glicerol, são utilizados 2 ATPs
Esses ATPs advém da oxidação de ácidos graxos
Degradação de proteínas
● Gliconeogênese: via metabólica cotidiana - ex: jejum noturno
● Os mamíferos não dispõem de vias que transformem ácidos graxos em
glicose
● A síntese de glicose à custa de aminoácidos significa uma diminuição da
capacidade de reposição de proteínas. Período de jejum = perda de
proteínas
● Não há reserva de proteínas no organismo humano
● Qualitativamente, a diminuição da concentração de enzimas é mais
importante do que a degradação do músculo
● Os ácidos graxos podem gerar succinil CoA, que pode gerar glicose.
Entretanto, a contribuição para a gliconeogênese é muito pequena.