Questões Metabolismo de Glicogênio

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Ana Lúcia Bertarello Zeni 
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO E SÍNTESE DE GLICOSE “DE NOVO” 
 
GLICOGENÓLISE 
 Via de degradação do glicogênio em glicoses. 
 
OCORRÊNCIA = fígado e músculo esquelético. 
 O Glicogênio possui ligações  1 – 4 e para as ramificações ligações  1 – 6, para degradar 
ligações de  1 – 4 das extremidades é necessária a enzima Glicogênio Fosforilase que através de 
fosforólise libera glicose 1 fosfato, quando restam 4 resíduos de glicose antes da ramificação (Dextrina 
limite) a enzima transferase transfere 3 resíduos de glicose destes para outro ramo, a ligação  1 – 6 
esta agora isolada e será quebrada pela  1-6 glicosidase liberando glicose. 
 Neste momento a glicogênio-fosforilase libera as outras glicoses até chegar próximo a uma 
ramificação e então começa tudo novamente. 
 
FINALIDADE: 
 No fígado esta glicose 1 – fosfato é transformada em glicose para equilibrar os níveis 
sanguíneos enquanto que no músculo ela será utilizada para produção de energia, sendo utilizada 
fosfatada. 
 
GLICOGÊNESE 
 
 Via de síntese do glicogênio a partir de moléculas de glicose. 
OCORRÊNCIA = fígado e músculo esquelético. 
 
Neste processo a glicose sofre primeiro uma fosforilação após ela é ligada a uma molécula 
intermediária chamada Uridina Trifosfato (UTP) formando o complexo Uridina Difosfato Glicose 
(UDP-G). Para a incorporação de uma molécula de glicose ao glicogênio utiliza-se 2 ATP, o primeiro 
para a fosforilação da glicose e o segundo
 
para a regeneração do UDP a UTP, para incorporar a glicose 
nova ao glicogênio remanescente é necessária a enzima glicogênio sintase. 
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FINALIDADE: - Guarda energia em forma de glicoses. 
Vantagens em armazenar energia em forma de glicogênio: 
- rapidez na quebra da glicose (mobilização muscular); 
- Degradação da glicose sem O2 ; 
- Preferência de órgãos pela glicose; 
- Conversão em glicose para o sangue e 
- Redução da osmolaridade. 
 
GLICONEOGÊNESE 
 
Via de produção de glicose “de novo”, isto é, a produção de glicose a partir de aas, lactato e glicerol. 
 
OCORRÊNCIA = Fígado e rins. 
 A gliconeogênese é um processo inverso ao da glicólise utilizando a maioria das enzimas com 
exceção de 3 passos enzimáticos. Passo n
o 
10, 3 e 1. Para tanto, são utilizados novos passos chamados 
de contornos. O 1
o 
(último passo da glicólise) exige a enzima mitocondrial que transforma PIRUVATO 
 OXALOACETATO com gasto de ATP, este agora é transformado em FOSFOENOLPIRUVATO 
gastando + 1 GTP (guanosinatrifosfato). O 2 
o 
acontece no passo n
o 
3 onde é formada a frutose 6- 
fosfato através da enzima frutose 1,6 bisfosfatase. O 3
o 
contorno acontece no passo n
o 
1 (primeiro passo 
da glicólise) quando glicose 6 – fosfato através da glicose 6 -fosfatase forma glicose. 
 
FINALIDADE: 
 Produzir glicose a partir de substratos não glicídicos. 
OBS: fazendo o balanço energético observa-se que aas e lactato gastam 6 ATP para formar 1 glicose 
enquanto que, o glicerol gasta 2 ATP. 
 
 
GLICOGENÓLISE 
 
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ED: Enzima desramificadora 
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GLICOGÊNESE 
A síntese de glicogênio utiliza como precursor uma forma ativada de glicose e gasta 2 ATP 
por glicose incorporada. 
 
O glicogênio é sintetizado por uma via de degradação. A síntese consiste na repetida adição de 
resíduos de glicose às extremidades de um núcleo de glicogênio. A glicose a ser incorporada deve estar 
sob uma forma ativada, ligada a um nucleotídeo de uracila, constituindo a uridina difosfato glicose 
(UDP - G). O UDP – G é produzido, a partir de glicose, pela seguinte série de reações: 
Glicose + ATP  Glicose 6 – fosfato + ADP + H
+ 
Glicose 6 – fosfato Glicose 1 – fosfato 
Glicose 1 – fosfato + UTP  UDP – G + PPi . 
 Esta última reação é catalizada pela glicose 1-fosfato uridil tranferase. O UDP – G é substrato 
da glicogênio sintase, a enzima que, efetivamente, catalisa a síntese: 
UDP-G + (Glicogênio)n resíduos de glicose  (Glicogênio) n+l resíduos + UDP 
 O UDP produzido na reação catalisada pelo glicogênio sintase é reconvertido a UTP à custa de 
ATP, pelo nucleosídio difosfato quinase, e o pirofosfato (HP2 O7 
3- 
ou PPi) é hidrolisado por ação da 
pirofosfatase, produzindo fosfato inorgânico (HPO 4
2-
 ou Pi ): 
UDP + ATP UTP + ADP 
PPi + H2 O 2 Pi + H
+ 
A soma de todas as reações anteriores é: 
 
Glicose + 2 ATP + (Glicogênio) n resíduos de glicose + H2 O  (Glicogênio) n+l resíduos +2 ADP + 2 Pi 
mostrando num gasto de 2 ATP para cada resíduo de glicose incorporado ao glicogênio. 
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Formação de uma ramificação da cadeia do glicogênio. A síntese prossegue por adição de resíduos de 
glicose às extremidades não-redutoras catalisada pelo glicogênio sintase. 
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 DEGRADAÇÃO SÍNTESE 
 
 Glicogênio Glicogênio 
 (n resíduos de glicose) (n + 1 resíduos de glicose) 
 
 
 Glicose 1 – fosfato UDP-Glicose 
 
 
*Glicose 6-fosfato Glicose 1-fosfato 
 
 Glicose Glicose 6-fosfato 
 
 
 Glicose 
Esquema geral da degradação e síntese de glicogênio no fígado e no músculo. 
*Não existe no músculo a enzima glicose 6-fosfatase. 
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No músculo 
Glicose-6-fosfato → glicólise → energia para o músculo. 
 
No fígado 
Glicose-6-fosfato → glicose → glicose para o sangue. 
 
DOENÇAS HEREDITÁRIAS DO METABOLISMO DO GLICOGÊNIO 
 
 São conhecidas várias moléstias hereditárias cuja causa primária é a deficiência (ausência ou 
diminuição da atividade) de uma das enzimas envolvidas no metabolismo do glicogênio. 
Os portadores destas moléstias geralmente apresentam aumento no depósito de glicogênio que, 
em alguns casos, aparece com estrutura anormal. 
 
Doenças hereditárias do metabolismo do glicogênio. 
 
Tipo Enzima deficiente Consequências 
 
I 
 
Von Gierke 
 
Glicose 6- fosfatase 
Acúmulo de glicogênio hepático e 
aumento do fígado; inabilidade de 
corrigir a glicemia no jejum. 
II Pompe - 1,6 Glicosidase
1 Acúmulo generalizado de glicogênio, 
insuficiência cardiorrespiratória e morte 
precoce. 
III Cori Enzima desramificadora Glicogênio com ramificações curtas, 
resultantes da ação da glicogênio-
fosforilase. 
IV Andersen Enzima ramificadora Glicogênio com cadeias muito longas 
não ramificadas; morte precoce. 
V McArdle Glicogênio fosforilase 
muscular 
Incapacidade de realizar exercícios 
intensos. 
VI Hers Glicogênio fosforilase 
hepática 
Semelhantes às do tipo I, mas menos 
intensas 
VII __ Fosfofrutoquinase muscular Semelhantes à do tipo V 
VIII Tarui Fosforilase quinase hepática Semelhantes às do tipo I, mas menos 
intensas. 
IX __ Glicogênio sintase hepática Diminuição do glicogênio hepático. 
1 
Enzima lisossômica que hidrolisa os segmentos lineares do glicogênio; em indivíduos normais, constitui uma via 
secundária do metabolismo do glicogênio. 
 
 
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GLICONEOGÊNESE 
 
Fonte de energia para diferentes tecidos 
 Compostos 
Tecido Glicose Ácidos graxos Corpos cetônicos 
Cérebro (120 g/dia) + 
Hemácias e leucócitos (30 g/dia) + 
Medula renal + 
Retina+ 
Mucosa intestinal + 
Fígado + + 
Adiposo + + 
Músculo esquelético e cardíaco + + + 
Córtex renal + + + 
 
FONTES DE GLICOSE: 
 DIETA  GLICOGENÓLISE  GLICONEOGÊNESE (AA. lactato e glicerol). 
- Lis/Leu 
 
 Relação entre diferentes 
órgãos na glicongênese- 
esta via ocorre no fígado a 
partir de substratos 
produzidos pelos 
músculos: lactato no 
esforço intenso e alanina 
no jejum; o lactato origina-
se, ainda, de hemácias. A 
maior parte da glicose 
sintetizada destina-se ao 
cérebro. 
 
 
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(ETAPA I) 
Piruvato + CO2 + H2 O + ATP  Oxatoacetato + ADP + Pi 
Oxatoacetato + GTP  Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP 
 Para ser utilizado como substrato da piruvato carboxilase, uma enzima mitocondrial, o piruvato 
produzido no citossol entra na mitocôndria por ação da piruvato translocase. A piruvato carboxilase 
contém biotina (vitamina B7), como grupo prostético. A biotina combina-se com CO2 à custa de ATP e 
promove a carboxilação do piruvato produzido oxaloacetato. O oxaloacetato passa para o citossol 
através da lançadeira do malato-aspartato e, por ação da fosfoenolpiruvato carboxiquinase, é convertido 
a fosfoenolpiruvato, através de descarboxilação e fosforilação à custa de GTP. O fosfoenolpiruvato 
produzido nesta etapa é transformado em frutose 1,6 bisfosfato pelas enzimas que também compõem a 
glicólise, que como catalisam reações reversíveis, podem operar a via no sentido inverso. 
 
 
 
 
A conversão de piruvato em 
fosfoenolpiruvato compreende 
o transporte de piruvato para a 
mitocôndria, sua carboxilação 
a oxaloacetato, o transporte de 
oxaloacetato para o citossol e a 
transformação deste composto 
em fosfoenolpiruvato. 
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(ETAPA II) 
Conversão de frutose 1,6 – bisfosfato a frutose 6 - fosfato. 
 
Frutose 1,6 – bisfosfato + H2 O ________________Frutose 6 – fosfato + Pi. 
 Frutose 1,6 - bisfosfatase 
 
FOSFOFRUTOQUINASE (CONTORNO). 
 
 
 
 
 
(ETAPA III) 
 
Conversão de glicose 6- fosfato a glicose 
Glicose 6 – fosfato + H2 O ______________Glicose + Pi. 
 Glicose 6- fosfatase 
 
GLICOQUINASE (CONTORNO) 
 
 
BALANÇO ENERGÉTICO: 
 
2 PIRUVATO + 6 ATP + 6 H2 O + 2 NADH  GLICOSE + 6 ADP + 6 Pi + 2 NAD
+ + 6 H+ 
 
2 LACTATO + 6 ATP + 6 H2 O  GLICOSE + 6 ADP + 6 Pi + 4 H
+ 
 
* FÍGADO E RINS EXCLUSIVAMENTE 
 
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Bibliografia: 
MARZZOCO, A. Bioquímica Básica, Rio de Janeiro, Ed. Guanabara, 1999, 232p. 
Esquema simplificado da 
gliconeogênese. As 
reações que convertem 
piruvato a oxaloacetato e 
fosfoenolpiruvato estão 
detelhadas na Fig. 14.3. 
Deve-se ressaltar que são 
necessárias duas 
moléculas de cada um 
dos compostos 
gliconeogênicos – 
alanina, lactato, glicerol – 
para sintetizar uma 
molécula de glicose. 
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