ADA2 Metabolismo do Glicogênio e Via das Pentoses-Fosfato

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ADA2 – Metabolismo do Glicogênio e Via das Pentoses-Fosfato 
Metabolismo do Glicogênio 
1. Qual é a estrutura molecular do glicogênio? Qual é a importância das ramificações do 
glicogênio? 
O glicogênio é um homopolissacarídeo de cadeia ramificada formado, exclusivamente, por alfa-D-
glicose. Estes polímeros de glicose possuem, também, enzimas necessárias para a síntese e a 
degradação do glicogênio. Juntos, formam grânulos de glicogênio. 
As ramificações possibilitam a ação de várias fosforilases simultaneamente a partir das extremidades 
não redutoras. Além disso, facilitam a síntese, uma vez que mais moléculas podem ser inseridas nas 
ramificações. 
2. Qual a vantagem de armazenar polímero de glicose em relação ao armazenamento de 
lipídeos? 
O glicogênio do músculo fornece uma fonte de energia rápida para o metabolismo aeróbio e anaeróbio, 
já as gorduras (em nós mamíferos) não podem ser convertidas em glicose (única fonte de energia de 
algumas células) e também não podem ser metabolizadas anaerobiamente. 
3. O que é glicogenólise? Faça um mapa mental desta via, evidenciando as enzimas envolvidas 
e suas respectivas catálises. Nas enzimas reguladoras, mostrar o modo de regulação. 
Glicogenólise é a degradação do glicogênio para liberar glicose. 
 
 
Enzimas: 
Glicogênio-fosforilase: ela catalisa a reação na qual uma ligação glicosídica (α1→4) entre dois resíduos 
de glicose em uma extremidade não redutora do glicogênio é atacada por um fosfato inorgânico (Pi ), 
removendo o resíduo terminal na forma de D-glicose-1- fosfato. Ela age até que alcance um ponto a 
quatro resíduos de glicose de um ponto de ramificação (α1à6), onde interrompe sua ação. 
A glicogênio-fosforilase do músculo esquelético existe em duas formas interconversíveis: glicogênio-
fosforilase a, cataliticamente ativa, e glicogêniofosforilase b, menos ativa. A enzima (fosforilase-b-
cinase) responsável pela ativação da glicogênio-fosforilase é, ela própria, ativada por adrenalina ou 
glucagon, por uma sinalização com o segundo mensageiro cAMP, cuja concentração aumenta em 
resposta ao estimulo pela adrenalina (no músculo) ou pelo glucagon (no fígado). O jejum provoca a 
liberação de glucagon, o qual, age por PKA. PKA fosforila a fosforilase-cinase, ativando-a e levando à 
ativação da glicogênio-fosforilase. 
Enzima de desramificação: catalisa duas reações sucessivas que removem as ramificações. Essa 
enzima é a responsável por liberar a primeira glicose pura da glicogenólise. A enzima de desramificação 
tem função de transferase e de glicosidade. Ela transfere 3 resíduos de glicose da ramificação para a 
extremidade não redutora. 
Fosfoglicomutase: 
 
Glicose-6-Fosfatase: transforma a glicose-6-fosfato em glicose livre + fosfato, após ação da 
fosfoglicomutase. 
4. Explique: a doença de Von Gierk, a Síndrome de McArdle, a doença de Cori. 
A doença de Von Gierk, ou glicogenose tipo I, é a mais comum das glicogenoses. É de herança 
autossômica recessiva, caracterizada pela deficiência (ausência parcial ou total) da enzima glicose-6-
fosfatase. Essa enzima é responsável por transformar a glicose-6-fosfato (produto da glicogenólise) em 
glicose livre. Com o erro nessa enzima, os pacientes acumulam grandes quantidades de glicose-6-
fosfato e, dessa forma, várias vias são acionadas a partir desse substrato. As vias acionadas são 
glicogênese, glicolítica e stunt das pentoses. 
A síndrome de McArdle, ou glicogenose tipo V, é uma doença rara de herança autossômica recessiva 
e é caracterizada por um mal funcionamento da enzima glicogênio-fosforilase (responsável pela 
degradação do glicogênio no corpo humano). Nessa síndrome a enzima não faz a quebra do glicogênio 
de maneira correta, provocando uma limitação de ATP e acumulo anormal de glicogênio nos músculos. 
A doença de cori, ou glicogenose tipo III, é uma doença genética rara, de herança autossômica 
recessiva. Um erro na enzima de desramificação da glicogenólise é a responsável por essa doença. 
Essa enzima, como o próprio nome sugere, é responsável por desramificar o glicogênio. Por causa 
desse erro, ocorre um acumulo de glicogênio, uma vez que apenas os ramos mais externos da molécula 
de glicogênio podem ser degradados. Essa doença pode ser do tipo IIIa (erro na enzima do fígado e 
do musculo) ou do tipo IIIb (erro na enzima do fígado). 
5. O que é glicogênese? Faça um mapa mental desta via, evidenciando as enzimas envolvidas e 
suas respectivas catálises. Nas enzimas reguladoras, mostrar o modo de regulação. 
A glicogênese é a síntese do glicogênio a partir da glicose. 
A glicose, antes de entrar na glicogenólise, sofre uma marcação que evidencia que ela deve ser usada 
para essa finalidade. Nessa etapa, algumas hexoses são marcadas com grupos nucleotidil. 
 
 
Enzima: 
Glicogênio-sintase: A glicogênio-sintase pode existir nas formas fosforilada e desfosforilada Sua forma 
ativa, a glicogênio-sintase a, é não fosforilada. A fosforilação das cadeias laterais hidroxílicas de vários 
resíduos de Ser de ambas as subunidades converte a glicogênio-sintase a em glicogêniosintase b, que 
é inativa na ausência da glicose, seu ativador alostérico. No Fígado, a conversão da glicogênio-sintase 
b em sua forma ativa é promovida pela PP1. A PP1 remove a fosforilação feita pela GSK3. A glicose-
6-fosfato se liga a um sítio alostérico na glicogêniosintase, tornando a enzima um substrato melhor para 
a desfosforilação pela PP1 e causando sua ativação. A insulina estimula a síntese do glicogênio por 
ativar a PP1 e inativar a GSK3. 
6. Como pode ocorrer a regulação da síntese e da degradação do glicogênio em modo síncrono? 
A glicogenólise vai ocorrer em estado de jejum ou quando há pratica de exercício físico intenso. No 
fígado, o jejum provoca a liberação de glucagon, o qual, age por PKA. PKA fosforila a fosforilase-cinase, 
ativando-a e levando à ativação da glicogênio-fosforilase. A GSK3 fosforila a glicogênio-sintase, 
inativando-a e bloqueando a síntese de glicogênio. No músculo, quando a adrenalina é liberada no 
sangue em situações de luta ou fuga, a PKA é ativada pela elevação da [cAMP] e fosforila e ativa a 
glicogênio-fosforilase-cinase. As consequentes fosforilação e ativação da glicogênio-fosforilase 
resultam em degradação mais rápida do glicogênio. A adrenalina não é liberada em condições de baixo 
estresse, mas, com cada estimulo neuronal da contração muscular, a [Ca2+] aumenta brevemente e 
ativa a fosforilase-cinase por meio de sua subunidade de calmodulina. 
A glicogênese vai ocorre em estado alimentado ou quando há excesso de glicose. Nos hepatócitos, a 
insulina (hormônio liberado quando há alta de glicose) tem dois efeitos imediatos: ela inativa a GSK3 e 
ativa uma proteína-fosfatase, e.g. PP1. Essas duas ações ativam totalmente a glicogênio-sintase. A 
PP1 também inativa a glicogênio-fosforilase a e a fosforilase-cinase pela desfosforilação de ambas, 
interrompendo de forma efetiva a degradação do glicogênio. 
Via das Pentoses-Fosfato 
7. Faça um mapa metal sobre esta via, evidenciando as enzimas envolvidas e suas 
respectivas catálises. Na enzima reguladora, mostrar o modo de regulação. 
 
A fase não oxidativa recicla as pentoses-fosfato a glicose-6-fosfato. A ribulose-5-fosfato é primeiro 
epimerizada a xilulose-5-fosfato. Logo após isso, ocorre uma serie de rearranjos dos esqueletos de 
carbono. Seis moléculas de açúcar-fosfato de cinco átomos de carbono são convertidas a cinco 
moléculas de açúcar-fosfato com seis átomos de carbono, completando o ciclo e permitindo a oxidação 
contínua de glicose-6-fosfato com a produção de NADPH. 
Regulação: 
A entrada da glicose-6-fosfato na glicólise ou na via das pentoses-fosfato depende das necessidades 
momentâneas da célula e da concentração de NADP+ no citosol. Na ausência de NADP+, a primeira 
reação da via das pentoses-fosfato (catalisada por G6PD) não pode prosseguir. Quando a célula está 
convertendorapidamente NADPH em NADP+ em reduções biossintéticas, o nível de NADP+ eleva-se, 
estimulando alostericamente G6PD e dessa forma aumentando o fluxo de glicose-6- fosfato pela via 
das pentoses-fosfato. Quando a demanda por NADPH é menor, o nível de NADP+ diminui, a via das 
pentoses-fosfato também diminui, e a glicose-6-fosfato é usada para alimentar a glicólise. 
8. Qual a importância dos produtos gerados pela via das pentoses fosfato? 
O NADH, produto da via das pentoses, é necessário para as reduções biossintéticas ou para contrapor 
os efeitos deletérios dos radicais de oxigênio em alguns tecidos. Outro produto da via da pentose 
fosfato, a ribose- 5-fosfato, é usada para fazer RNA, DNA e coenzimas como ATP, NADH, FADH2 e 
coenzima A, pelas células que se dividem rapidamente, como aquelas da medula óssea, da pele e da 
mucosa intestinal. 
9. Como se dá a relação entre NADPH e a geração dos EROs? 
Os eritrócitos e as células da córnea e do cristalino estão diretamente expostos ao oxigênio e, por isso, 
aos efeitos danosos dos radicais livres gerados pelo oxigênio. Por conta disso, esses tecidos utilizam 
o NADH (produto da via das pentoses fosfato) para evitar que ocorra o estresse oxidativo. 
10. Porque a deficiência de Glicose 6-fosfato desidrogenase leva à anemia hemolítica? E 
porque estes indivíduos frequentemente apresentam resistência à malária? 
Um erro nessa enzima compromete a produção de NADH, o que torna o torna o eritrócito suscetível ao 
estresse oxidativo, o que diminui a sobrevida dos eritrócitos. A hemólise ocorre depois desse estresse 
oxidativo. Na malária, o plasmodium não consegue acessar esse eritrócito afetado (quando o indivíduo 
possui uma deficiência na glicose 6-fosfato desidrogenase), o que torna o indivíduo resistente à malária. 
11. Qual é a vitamina que é co-fator das transcetolases? Qual é a doença que se desenvolve em 
indivíduos com deficiência desta vitamina? 
A vitamina é a B1 (Tiamina) e sua deficiência causa Beriberi e anormalidades cerebrais (síndrome de 
Wernicke-Korsakoff).