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Regulação das Vias Metabólicas

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103 Bioquímica Metabólica | Bárbara C. Rovaris | Prof. Liz Claudio Miletti 
A glicogenólise consiste na quebra do glicogênio, 
sendo ele o muscular ou o hepático. Ela acontece 
quando o organismo está no período pós-absortivo 
ou, ainda, quando está realizando exercícios físicos. 
 Sendo assim, para a regulação da glicogenólise 
atuam dois hormônios diferentes em cada um dos 
glicogênios. No caso do glicogênio muscular é a 
adrenalina ou o impulso nervoso que regulam a sua 
degradação. Já no caso do glicogênio hepático é o 
glucagon quem realiza essa função, e ele não é 
regulado por impulsos elétricos como o glicogênio 
muscular. 
Porém, os dois hormônios (glucagon e adrenalina) 
realizam os mesmos processos para regular a 
glicogenólise. 
Sendo assim, quando o organismo está em jejum ou 
está realizando atividades físicas, a adrenalina ou o 
glucagon se ligam aos seus respectivos receptores, 
e através disso, provocam a ativação da proteína G. 
Dessa forma, ocorre a formação do AMPc, que é o 
segundo mensageiro tanto da adrenalina como do 
glucagon. O AMPc, então, tem a função de ativar 
proteína quinases para que essas fosforilem outras 
proteínas. 
No caso da regulação da glicogenólise, essa proteína 
quinase ativada, chamada de fosforilase quinase, irá 
fosforilar a enzima glicogênio fosforilase b, que por 
sua vez passará a se chamar glicogênio fosforilase 
a, ou seja, passará a estar em sua forma ativa. Sendo 
assim, a glicogênio fosforilase a irá agir sobre o 
glicogênio hepático ou muscular para quebrá-lo em 
glicose 1 fosfato, que será utilizada pelo organismo. 
Além disso, há uma relugação alostérica na 
glicogenólise, que atua diretamente sobre a enzima 
glicogênio fosforilase b. Então, moléculas de AMP 
funcionam como efetuadores alostéricos positivos 
para a enzima glicogênio fosforilase b. 
Dessa forma, quando há um acúmulo de AMP no 
citosol da célula, isso funciona como um sinal de que 
a célula está gastando muito ATP e por isso, ela 
precisa quebrar mais glicogênio a fim de ter mais 
energia para funcionar. 
Sendo assim, o AMP se liga ao sítio alostérico da 
enzima glicogênio fosforilase b e aumenta a sua 
atividade, ou seja, quando o AMP se liga a enzima, 
ela é ativada, ficando na forma de glicogênio 
fosforilase b ativa. Então, essa enzima passa a atuar 
sobre o glicogênio para degradá-lo à glicose 1 
fosfato. 
contudo, a regulação hormonal ou a 
ativação hormonal da enzima glicogênio fosforilase 
é mais importante do que a regulação alostérica. 
No caso da glicogenólise muscular, ela, ainda, pode 
ser regulada através do impulso nervoso. Sendo 
assim, quando ocorre um impulso nervoso no 
músculo há a liberação de íons Ca2+. Esses íons se 
ligam a enzima fosforilase quinase que está inativa 
para torná-la ativa através da ligação com o Ca2+. 
Dessa forma, a enzima fosforilase quinase, agora 
ativa, tem a função de fosforilar a enzima glicogênio 
fosforilase b, que por sua vez passará a se chamar 
glicogênio fosforilase a. Então, essa enzima atua 
diretamente sobre o glicogênio muscular para 
degradá-lo à glicose 1 fosfato. 
Regulação das Vias Metabólicas 
 
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Regulação da Glicogenólise 
Regulação da Síntese de Glicogênio 
 
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A síntese do glicogênio vai acontecer quando o 
organismo estiver no período absortivo. Sendo 
assim, a regulação da síntese do glicogênio vai ser 
feita através de hormônios (adrenalina no caso do 
glicogênio muscular e glucagon no caso do 
glicogênio hepático), e, no glicogênio muscular, a 
regulação também pode ser feita através do impulso 
nervoso. 
Sendo assim, quando o organismo está no período 
pós-absortivo ou realizando exercícios, a síntese de 
glicogênio não deverá ocorrer. 
Por isso, a adrenalina ou o glucagon se ligam aos 
seus respectivos receptores e provocam a regulação 
dessa via metabólica. Ao se ligarem aos receptores, 
eles provocam a síntese do AMPc, que por sua vez 
causa a ativação de uma proteína quinase 
dependente de AMPc. 
Essa proteína quinase agora ativa, fosforila a enzima 
glicogênio sintase que está em sua forma ativa. Ao 
ser fosforilada, ela passa a ficar inativa, e então, 
para de sintetizar glicogênio. 
No caso do glicogênio muscular, a sua síntese pode 
ser regulada pelos impulsos nervosos. Sendo assim, 
quando ocorre um impulso nervoso, há a liberação 
de íons Ca2+. Esses íons, se ligam a enzima fosforilase 
quinase, tornando-a ativa. Essa enzima, por sua vez, 
desativa a enzima glicogênio sintase, que, então, 
para de sintetizar glicogênio. 
Além disso, esses íons Ca2+ ativam proteínas 
quinases dependentes de cálcio. E elas, por sua vez, 
atuam na desativação da proteína glicogênio sintase, 
interrompendo a síntese de glicogênio. 
 
As enzimas que são reguladas nessas duas vias 
metabólicas são as enzimas irreversíveis. 
Sendo assim, no caso da glicólise são: a hexoquinase, 
a fosfofrutoquinase e a piruvato quinase. Já no caso 
da gliconeogênese são: a glicose 6 fosfatase (ainda 
sem mecanismo conhecido na regulação), a frutose 
1,6 bisfosfatase, a fosfoenolpiruvatocarboxiquinase e 
a piruvato carboxilase. 
A regulação alostérica dessas duas vias, pode 
acontecer através de vários efetuadores que se 
ligam a enzima fosfofrutoquinase 1 (glicólise) ou a 
frutose 1,6 bisfosfatase (gliconeogênese), 
reponsáveis, respectivamente, por transformar 
frutose 6 fosfato em frutose 1,6 bisfosfato e por 
tranformar frutose 1,6 bisfosfato em frutose 6 
fosfato. 
essas moléculas atuam como 
efetuadores negativos da glicólise. Sendo assim, o 
acúmulo de ATP na célula funciona como um aviso 
para a fosfofrutoquinase 1 de que é preciso diminuir 
a velocidade da glicólise. Dessa forma, quando uma 
molécula de ATP se liga ao sítio alostérico da 
fosfofrutoquinase, ela diminui a atividade enzimática 
dela, e, consequentemente, diminui a velocidade da 
glicólise. 
moléculas de AMP podem funcionar como 
efetuadores alostéricos positivos para a glicólise e 
como efetuadores alostéricos negativos para a 
gliconeogênese. Dessa forma, o acúmulo de AMP no 
citosol da célula funciona como um aviso de ela está 
utilizando bastante ATP, ou seja, a célula precisa de 
mais energia (ATP). Então, quando o AMP se liga a 
fosfofrutoquinase 1, ele aumenta a sua atividade, a 
fim de que a glicólise ocorra mais rápido e que a 
produção de ATP também aumente. E, quando o AMP 
se liga a frutose 1,6 bisfosfatase, ele diminui sua 
atividade, para que a gliconeogênese ocorra mais 
devagar, e assim o gasto de ATP da célula seja 
menor. 
Então, para realizar essa regulação há uma enzima 
bifuncional (fosfofrutoquinase 2/frutose 2,6 
bisfosfatase). Essa enzima bifuncional tem a função 
 
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de fosforilar e retirar fosfatos de moléculas, e por 
isso, ela é uma enzima regulatória. Além disso, ela 
produz frutose 2,6 bisfosfato, que atua como um 
efetuador alostérico de outras enzimas. 
Então, quando há muita glicose no citosol da célula, 
há também bastante frutose 6 fosfato. Esse excesso 
de frutose 6 fosfato pode seguir dois caminhos: ou 
ela continua a glicólise para ser degradada até 
piruvato, ou ela é utilizada pela enzima bifuncional 
(fosfofrutoquinase 2) para ser transformada em 
frutose 2,6 bisfosfato. 
Sendo assim, essa frutose 2,6 bisfosfato funciona 
como efetuador positivo da glicólise e como 
efetuador negativo da gliconeogênese. 
Porém, quando há pouca glicose na célula, ou seja, 
quando o organismo está no período pós-
absortivo/jejum. A enzima bifuncional (frutose 2,6 
bisfosfatase) degrada a frutose 2,6 bisfosfato, que 
tinha sido formada no período absortivo, à frutose 6 
bisfosfato. Então, isso aumenta a velocidade da 
gliconeogênese