Glicogênese e glicogenólise

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Glicogênese e Glicogenólise
Carboidratos- Parte III
Metabolismo do glicogênio
Profa. Juliana Inaba
UEPG
Sinalização Celular
GLICOSE em excesso é convertida em uma forma
polimérica de armazenamento – GLICOGÊNIO
O GLICOGÊNIO é uma forma prontamente mobilizável de glucose.
Nos vertebrados – é encontrado principalmente no FÍGADO
e MÚSCULOS ESQUELÉTICOS
Metabolismo de Carboidratos
- Hiperglicemia;
- Normoglicemia;
- Hipoglicemia;
ESTRUTURA DO GLICOGÊNIO
Contem até 55.000 resíduos de glicose e 2.000 pontas
redutoras
Vantagens de se estocar energia como glicogênio:
•Rapidamente mobilizado, sendo boa fonte de energia para a 
atividade extrema e repentina.
•Bom fornecedor de energia, mesmo em anaerobiose.
Funções do glicogênio hepático:
Manter a glicemia.
IMPORTANTE PARA OS NEURÔNIOS, QUE NÃO PODEM USAR ÁCIDOS 
GRAXOS COMO COMBUSTÍVEL.
Funções do glicogênio 
muscular:
• Fornecer energia para o próprio 
tecido. Pode ser exaurido em 
menos de 1 hora de 
atividade muscular 
vigorosa.
2 PIRUVATOS (3C) 
GLICOGENÓLISE
GLICOGÊNESE
GLICÓLISE GLICONEOGÊNESE
GLICOGÊNIO
GLICOSE
GLUCOSE- 1- FOSFATO
GLICOGÊNIO
GLUCOSE-6-FOSFATO
PIRUVATO
GLICOGÊNIO n-1
GLUCOSE RIBOSE + NADPH
Via das pentose fosfato
DESTINOS DA GLUCOSE 6-FOSFATO
Glicose-6-fosfatase
Sangue para 
uso em outros 
tecidos
LACTATO CO2 + H2O
Glicólise
Músculo e 
cérebro
(Adaptado de Stryer et al., 2004)
Fígado
GLICOGENÓLISE
3 enzimas:
GLICOGÊNIO FOSFORILASE
ENZIMA DESRAMIFICADORA
FOSFOGLICOMUTASE
GLICOGENÓLISE
GLICOGÊNIO
GLICOSEn
GLICOGÊNIO FOSFORILASE
Catalisa a clivagem fosforolítica das ligações glicosídicas
α(14) liberando glicose-1-P
glicogênio(n resíduos) + Pi  glicogênio (n–1 resíduos) + glucose-1-P
Clivagem a partir das extremidades não-redutoras. 
Glicogenólise
GLICOGENÓLISE
3 enzimas:
GLICOGÊNIO FOSFORILASE
ENZIMA DESRAMIFICADORA
FOSFOGLUCOMUTASE
GLICOGENÓLISE
GLICOGÊNIO
GLICOSEn
BIFUNCIONAL
TRANSFERASE
Transfere blocos de 3
resíduos de glucose do
ponto de ramificação para
uma ponta não-redutora.
(16)GLICOSIDASE
(enzima desramificadora)
Hidrolisa a ligação no ponto
de ramificação
ENZIMA DESRAMIFICADORA
(adaptado de Nelson e Cox, 2004).
GLICOGENÓLISE
3 enzimas:
GLICOGÊNIO FOSFORILASE
ENZIMA DESRAMIFICADORA
FOSFOGLUCOMUTASE
GLICOGENÓLISE
GLICOGÊNIO
GLICOSEn
Catalisa a conversão de glucose1-fosfato a glucose 6 -
fosfato
FOSFOGLUCOMUTASE
(Stryer et al., 2004)
DESTINOS DA GLICOSE 6-FOSFATO
MÚSCULO FÍGADO
Manter a glicemia em níveis 
adequados
(Adaptado de Devlin, 2002)
A ocorrência de defeitos genéticos afetando tanto a
glicose 6-fosfatase como o T1 levam a problemas sérios
no metabolismo do glicogênio
GLUCOSE FOSFATASE – Conversão da glucose 6-
fosfato em glucose
GLICOGÊNIO
FOSFOGLUCOMUTASE
GLUCOSE 6-FOSFATASE
Esta enzima só se 
encontra presente 
no fígado
Glucose 1-fosfato
Glucose 6-fosfato
Glucose
(adaptado de Nelson e Cox, 2004).
GLICOGÊNESE
 O glicogênio é sintetizado a partir de moléculas de
glicose em praticamente todas as células e tecidos
animais, mais é especialmente proeminente no fígado e
músculo esquelético
 Ocorre no citosol requer energia (ATP) e (UTP)
UTP – Uridina trifosfato
(Stryer et al., 2004)
Nucleotídeo açúcar
Várias reações nas quais as hexoses são
transformadas ou polimerizadas envolvem estes
nucleotídeos.
Estes servem de substrato para as reações de
polimerização
GLICOGÊNESE
 A UDP-glicose é a doadora imediata de resíduos de
glicose na reação catalisada pela GLICOGÊNIO SINTASE
Esta enzima transfere resíduos de glicose da UDP-
glucose para a ponta não-redutora de uma ramificação da
molécula de glicogênio
As ligações ( 16) são formadas pela enzima de
RAMIFICAÇÃO
Proteína
GLICOGENINA
Molde inicial para a síntese
1- transferência de um
resíduo de glucose da UDP-
glucose para o grupo –OH de
um resíduo de Tyr da
glicogenina (esta proteína
tem uma atividade de
glicosiltransferase)
2-A cadeia nascente é
aumentada pela adição
seqüencial de mais 7
resíduos de glucose
3- Após a ligação de 8
unidades de glucose, a
glicogênio sintase assume a
elongação.
SÍNTESE DO GLICOGÊNIO
Síntese da ramificação do glicogênio
Glicose
Glicose 6-fosfato
Glicose 1-fosfato
GLICOGÊNIO
REGULAÇÃO DO METABOLISMO DO 
GLICOGÊNIO
GLICOGÊNIO FOSFORILASE
-Degradação de glicogênio
GLICOGÊNIO SINTASE
-Síntese de glicogênio
GLICOGÊNIO FOSFORILASE
MUSCULAR: 
Glucose-6-fosfato inibe
a CINASE e portanto a 
GLICOGÊNIO 
FOSFORILASE
GLICOGÊNIO FOSFORILASE
Insensível à concentração de AMP;
Inibida alostericamente por glucose.
HEPÁTICA: 
FIGURA 15.6A insulina estimula a captação da glicose no tecido adiposo e músculo, 
aumentando o número de transportadores de glicose (GLUT-4) na membrana plasmática.
EFEITO DA INSULINA SOBRE OS 
TRANSPORTADORES DE GLUCOSE
GLICOGÊNIO SINTASE
Glicogenólise
(glucagon ou adrenalina)
Regulação recíproca da Síntese e Degradação
Glicogênese
(insulina)
(Stryer et al., 2004)
Metabolismo dos 
carboidratos no 
Diabetes Mellitus
RESUMO:
O glicogênio é uma boa forma de armazenamento de energia pois pode
rapidamente ser mobilizado para a reposição de glucose sanguínea e
distribuição para os tecidos.
O fígado tem como função liberar glucose para a manutenção de
glicemia;
Os músculos degradam glicogênio para obter energia para o próprio
tecido.
A degradação do glicogênio envolve ação de 3 enzimas: a glicogênio
fosforilase, enzima desramificadora (com atividade transferásica e
desramificadora) e fosfoglucomutase;
Somente o fígado possui a glucose fosfatase, podendo liberar glucose;
A glicogênese ocorre no citosol, catalisada pela glicogênio sintase e
requer UDP-glucose como substrato.
A síntese de glicogênio ocorre a partir de um molde, gerado pela
glicogenina.
A enzima ramificadora promove ligações do tipo α-1-6;
As enzimas de síntese de glicogênio (glicogênio sintase) e degradação
de glicogênio (glicogênio fosforilase) são reguladas por fosforilação.
A enzima glicogênio sintase encontra-se ativa quando fosforilada,
enquanto que a glicogênio sintase encontra-se inativa neste estado.
A fosforilação é iniciada mediante a ação de epinefrina e glucagon.
A glicogênio fosforilase hepática é regulada negativamente por glucose.
RESUMO:
CASOS CLÍNICOS
1-Doença de von Gierke.
Deficiência na glicose-6-fosfatase do fígado, da 
mucosa intestinal e do rim
Hipoglicemia após jejum, acidemia lática, 
hiperlipidemia,
1- Como e quando ocorre a síntese do glicogênio?
2- Como ocorre a degradação do glicogênio?
3- Descreva a regulação da síntese e degradação do glicogênio?
Por que ela ocorre?
4- Qual é a função do glicogênio hepático e do muscular?
ESTUDO DIRIGIDO