7 Metabolismo do glicogênio

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Vantagem: redução da osmolaridade , resultante do menor número de partículas
em solução .
Principais: fígado e músculo esquelético 
O glicogênio dos músculos esqueléticos provê energia para as próprias
fibras musculares e a glicose resultante de sua degradação não é exportada.
A degradação do glicogênio hepático é responsável pela manutenção da
glicemia nos períodos entre as refeições.
Polímero de glicose 
Composto de unidades glicosil unidas por ligações glicosídicas alfa-1,4, com
ramificações alfa-1,6.
Reserva de açúcar 
metabolismo do glicogênio
AULA 7
BIOQUÍMICA 
MALU CARNEIRO 
MED30-UNIVASF
Glicose já sai grudada ao P e não passa pela membrana da célula 
Se o P se ligasse depois , o P viria de um ATP e gastaria energia
enzima desramificadora 
transfere 3 dos 4 resíduos de glicose remanescentes na ramificação para
uma extremidade não redutora da cadeia de glicogênio
ligações alfa-1,6 (enzima rompe a ligação e glicose sai livre e sem Pi)
Glicogenólise 
Fosforólise: uso de um Pi para formar uma Glicose-1-P
Remoção sucessiva de resíduos de glicose, a partir das suas extremidades não
redutoras
Ação da glicogênio fosforilase
Degradação da ramificação: 
Não consome ATP 
No músculo: Glicose 1-P é convertida pela fosfoglicomutase a glicose 6- fosfato .
No fígado: retira um Pi da Glicose-1-P e libera a glicose livre para que ela chegue
aos órgãos que estão demandando energia
A degradação do glicogênio geralmente não é completa, restando um núcleo
não degradado que serve de ponto de partida para a ressíntese.
Degradação do glicogênio
Quebra de uma molécula de ATP para formar uma glicose-6-P 
Célula pega o Pi do C6 e transfere para o C1
Célula gasta um UTP e forma uma molécula de UDP-glicose 
Onde a glicogênio-sintase acrescenta glicose na extreminadade alfa-1 ,4
Enzima ramificadora desloca sete glicoses para uma região mais interna do
glicogênio 
Glicogênio-sintase continua acrescentando glicose
Glicogênese 
Repetida adição de unidades de glicose às extremidades não redutoras de um
fragmento de glicogênio.
Forma ativada: UDP-glicose 
Ativação da glicose: 
Glicose é acrescentada ao glicogênio pela enzima glicogênio-sintase
Proteína glicogenina com algumas glicoses unidas
Ramificações:
 Gasto de 2 ATP
Síntese do glicogênio
Enzimas
Glicogênio-sintase: síntese de glicogênio (glicogênese)
Glicogênio-fosforilase: degradação do glicogênio (glicogenólise) 
Enzimas principais:
São ativadas e desativadas pela fosforilação. Assim, quando uma está ativa, a
outra está inativa. Isso é, ao ativar uma via, desativa-se a outra via. 
Fosforilação ativa a glicogênio-
fosforilase e desativa a
glicogênio-sintase.
O glucagon transmite um sinal através de proteínas G 
Proteína G ativa a adenilato-ciclase, causando aumento dos níveis de AMPc
O AMPc se liga às subunidades de proteína-quinase A, as quais se dissociam
das subunidades catalíticas.
As subunidades catalíticas da proteína-quinase A são ativadas por
dissociação e fosforilam a enzima fosforilase-quinase, tornando-a ativa. 
A fosforilase-quinase adiciona um fosfato a resíduos específicos de serina
na glicogênio- fosforilase b, convertendo-a assim na glicogênio-fosforilase a
ativa.
A proteína-quinase A também fosforila glicogênio-sintase, diminuindo assim
sua atividade.
Como resultado da inibição da glicogênio-sintase e da ativação da
glicogênio-fosforilase, o glicogênio é degradado a glicose-1-fosfato.
Cascata de fosforilação
Papel da insulina 
A GSK-3 e a PKA são bloqueadas, deixando de fosforilar suas proteínas-
substrato; 
Ativação da fosfodiesterase resulta queda no nível de cAMP, contribuindo
para o bloqueio da PKA; 
Fosfoproteína fosfatase-1 estimula a remoção de grupos fosfatos de suas
enzimas alvo. 
Adenilato ciclase ativada ;
Concentração de cAMP alta ; 
Proteína quinase dependente de cAMP (PKA) ativa ; 
Enzimas da glicogenólise fosforiladas pela PKA e estimuladas ; glicogênio sintase
também fosforilada , porém inibida . 
Graças à atividade GTPásica da subunidade a da proteína G , o GTP a ela
associado é hidrolisado , sendo convertido a GDP . Inativa a adenilato ciclase ,
cessando a produção de cAMP ; 
A fosfodiesterase hidrolisa o cAMP a 5 ’-AMP , reduzindo a concentração celular do
nucleotídio cíclico ; 
Desligada do cAMP , a subunidade reguladora da PKA volta a associar-se à
subunidade catalítica e a enzima torna-se inativa ; 
As enzimas fosforiladas têm seus grupos fosfato removidos por hidrólise
catalisada pela fosfoproteína fosfatase-1 (PP-1)
A insulina promove a síntese de glicogênio 
Principal regulador do metabolismo do glicogênio: os níveis de insulina no
sangue se alteram em um grau maior com o ciclo jejum-alimentação do que os
níveis de glucagon ,
O efeito da insulina é causar a desfosforilação de proteínas: 
A insulina também promove a síntese da glicogênio sintase. 
Mas, para que a glicogênese possa acontecer, além da adequação das
atividades enzimáticas, é necessário que haja disponibilidade do substrato
precursor, a glicose.
Em estado não alimentado...
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2 .
3 .
4 .
Como reverter situação anterior?
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Ativa a glicogenólise e inibe a síntese de glicogênio
Sistema de transdução do sinal do fosfatidilinositol-bisfosfato
Sinal é transferido do receptor de membrana para a fosfolipase C ligada à
membrana por proteínas G. 
A fosfolipase C hidrolisa PIP2 para formar diacilglicerol (DAG) e inositol-
trifosfato (IP3). 
O IP3 estimula a liberação de Ca2+ do retículo endoplasmático. 
O Ca2+ se liga à proteína modificadora calmodulina, a qual ativa a proteína-
quinase dependente de calmodulina e fosforilase-quinase. 
Ambos Ca2+ e DAG ativam a proteína-quinase C. 
Essas três quinases fosforilam a glicogênio-sintase em diferentes sítios e
diminuem sua atividade. 
A fosforilase-quinase fosforila a glicogênio-fosforilase b em sua forma ativa.
Dessa maneira, ela ativa tanto a glicogenólise como inibe a síntese de
glicogênio.
A adrenalina estimula a glicogenólise por dois tipos diferentes de receptores,
os receptores agonistas alfa e beta. 
A adrenalina agindo nos receptores beta tem papel similar ao glucagon.
A adrenalina agindo nos receptores alfa.
 
Ação da Adrenalina
Degradação no músculo
Maior demanda : glicólise anaeróbica
Necessidade por ATP indicada pelo aumento do AMP
O AMP produzido pela degradação de ATP durante a contração muscular
ativa alostericamente a glicogênio-fosforilase b. 
Os impulsos neurais que iniciam a contração liberam Ca2+ a partir do
retículo sarcoplasmático. 
O Ca2+ se liga à calmodulina, a qual é uma proteína modificadora que ativa
a fosforilase-quinase. 
A fosforilase-quinase também é ativada por fosforilação por proteína-
quinase A. 
A formação de AMPc e a ativação resultante de proteína-quinase A são
iniciadas pela ligação de adrenalina a receptores da membrana plasmática.
O glicogênio do músculo esquelético é degradado apenas quando a demanda
pela produção de ATP a partir da glicólise é alta.
Ativação da glicogênio-fosforilase muscular durante o exercício.
O glucagon não tem efeitos no músculo e não é influenciado pelo estado
jejum/alimentado. 
O AMP é um ativador alostérico apenas no músculo. 
Os efeitos do Ca2+ nos músculos é pelo impulso nervoso e no fígado pela
ação da adrenalina. 
A glicose não regula a inibição da degradação no músculo. 
Já o glicogênio é um inibidor mais forte no músculo da glicogênio-sintase,
por retroalimentação. 
Normalmente o estímulo nervoso que causa o aumento da concentração de
Ca 2+ é acompanhado da liberação de epinefrina; 
Quando as subunidades α e β estão fosforiladas, a afinidade da enzima por
Ca2+ é maior.