Metabolismo do Glicogênio

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Metabolismo do Glicogênio 
OBJETIVOS 
- Compreender o metabolismo do glicogênio 
(síntese e degradação) nos diferentes estados 
metabólicos: período pós-prandial e jejum; 
- Significado e diferenças das glicogenoses. 
GLICOGÊNIO 
- Principal polissacarídeo de reserva em animais. 
- Polímero com estrutura ramificada: contém 
resíduos de glicose unidos por ligações 
glicosídicas α-1,4 e ramificações α-1,6. As 
ramificações no glicogênio são encontradas a 
cada 8-12 resíduos. 
- Locais principais de armazenamento: FÍGADO 
e MÚSCULO ESQUELÉTICO. 
- O glicogênio hepático regula os níveis 
glicêmicos (cerca de 12-24h em jejum). 
- O glicogênio muscular é uma reserva de 
glicose para a atividade muscular intensa. 
- Reação de condensação ocorre liberação de 
agua na ligação glicosidica 
- Pr imeiramente ocorre degradação do 
glicogênio e só depois a de gorduras (devido a 
solubilidade e tecidos que só aceitam glicose 
como fonte de ATP, como as nervosas, pq os 
l i p í deos não a t r aves sam a ba r re i r a 
hematoencefalica) 
- Glicose é oxidada anaerobicamente e lipídeos e 
ptns aerobicamente, por isso que hemácias 
sem mitocôndrias so degradam glicose 
- Armazenamos a glicose em forma de 
glicogênio e não em monossacarídeo, a fim de 
diminuir a osmolaridade 
- Reserva Hepatica: o glicogenio regula os 
níveis de glicose na corrente sanguínea, 
quando tem hipoglicemia esse glicogenio vai 
ser hidrolisado e liberado glicose pro sangue 
- Reservas Musuculares: nao sai da cel 
muscular, utilizado pelo própriomusculo, a 
demanda metabólica é mt elevada, por isso 
precisa da liberação de glicose p o próprio 
músculo 
GLICOGENÓLISE 
- 1) forforólise 
- 2) remodelamento e desramificacao 
- 3) conversão 
ENZIMAS: 
- Glicogênio-fosforilase (principal “marca-passo” 
para a degradação do glicogênio) 
- Enzima de desramificação do glicogênio 
- Fosfoglicomutase 
1) GLICOGÊNIO-FOSFORILASE: 
A glicogênio-fosforilase catalisa uma reação de 
fosforólise, na qual um grupo fosfato ataca a ligação 
glicosídica α-1,4 (cadeia linear) entre dois resíduos de 
glicose localizados em uma extremidade não 
redutora do glicogênio, resultando na liberação de 
glicose-1-fosfato. 
Esta enzima possui como cofator o piridoxal fosfato 
(derivado da vitamina B
6
). A enzima glicogênio-
fosforilase remove glicose sequencialmente da 
extremidade não redutora do glicogênio, até 
alcançar um ponto a 4 resíduos de glicose de um 
ponto de ramificação (α-1,6 ), onde é interrompida. 
2) ENZIMA DE DESRAMIFICAÇÃO: 
A enzima de desramificação catalisa duas reações 
sucessivas que removem as ramificações: 
- ocorre transferência das ramificações; 
 - hidrólise de um resíduo de glicose na posição C-6. 
Em seguida, com a cadeia linear, a glicogênio-
fosforilase entra em ação novamente. 
3) FOSFOGLICOMUTASE: 
A fosfoglicomutase converte a glicose-1-fosfato, 
produto da reação da glicogênio fosforilase, em 
glicose-6-fosfato. 
GLICOGENOGENESE ou GLICOGENESE 
- A síntese de glicogênio ocorre a partir da UDP- 
Glicose., que é uma forma ativada de glicose 
- UDP-Glicose é produzida: 
1- Fosforilação da glicose, com consumo de ATP, pela 
enzima glicoquinase no fígado e pela hexoquinase no 
músculo; 
2-Conversão da glicose-6-fosfato em glicose-1-fosfato 
pela enzima fosfoglicomutase; 
3-Reação da glicose-1-fosfato com UTP formando UDP-
glicose e PPi, pela enzima UDP-glicose pirofosforilase. O 
PPi é hidrolisado pela enzima pirofosfatase, produzindo Pi. 
A UDP-Gl icose é o doador imediato dos 
resíduos de gl icose para uma extremidade não 
redutora de uma molécula de gl icogênio . Essa 
reação é cata l isada pela enzima GLICOGÊNIO-
SINTASE. 
A unidade glicosil ativada da UDP-glicose é transferida ao 
grupo hidroxila em C-4 de um resíduo terminal 
formando uma ligação glicosídica α-1,4. 
A GLICOGÊNIO-SINTASE não pode formar as 
ligações α-1,6. Essas ligações são formadas pela ENZIMA 
DE RAMIFICAÇÃO. 
A ENZIMA DE RAMIFICAÇÃO catalisa a transferência de 
um fragmento de 6-7 resíduos de glicose da 
extremidade não redutora com pelo menos 11 resíduos, 
para o C6 de um resíduo de glicose mais interno na 
cadeia, criando uma ligação α-1,6. 
O efeito biológico da adição de ramificações é tornar a 
molécula de glicogênio mais SOLÚVEL e aumentar o 
número de extremidades não redutoras. 
A GLICOGÊNIO-SINTASE só pode acrescentar 
unidades de glicose a uma cadeia de polissacarídeo que 
já contém mais de 4 resíduos. 
Deste modo, a síntese de glicogênio precisa de um 
iniciador (primer). 
Essa função é executada pela GLICOGENINA, uma 
proteína que catalisa a adição de 8 unidades de glicose 
na cadeia. 
Neste ponto, a glicogênio sintase assume, alongando a 
cadeia de glicogênio 
OBS: quando estamos em jejum, nunca vai acabar o 
glicogênio totalmente, pois precisamos um pouco do 
mesmo glicogênio para sintetizar mais. 
Regulação da Glicogênese 
● A DEGRADAÇÃO e a SÍNTESE do glicogênio são 
efetuadas por vias distintas e ativadas em situações 
fisiológicas opostas: 
No fígado: - Síntese -estado bem alimentado (pós- 
prandial) 
 - Degradação -estado de jejum (pós-
absortivo) 
 No músculo: - Síntese -estado de repouso 
 - Degradação - durante atividade física 
● A regulação destas vias são coordenadas, de tal modo 
que a ESTIMULAÇÃO de uma via ocorre 
simultaneamente com a INIBIÇÃO da outra via. 
● A GLICOGÊNIO-FOSFORILASE é o principal centro de 
regulação. Ela é um dímero que existe em duas 
formas interconversíveis: 
-glicogênio-fosforilase a ( forma ativa) - 
FOSFORILADA 
-gl icogênio-fosfor i lase b (forma inat iva) - 
DESFOSFORILADA 
A regulação da GLICOGÊNIO- FOSFORILASE é feita 
por: 
a) Regulação hormonal - por modif icação 
covalente: fosforilação/desfosforilação 
A enzima FOSFORILASE-b-QUINASE é responsável 
pela fosforilação da glicogênio fosforilase. 
Fosforilase a: -fosforilada – ATIVA 
Fosforilase b: - desfosforilada – INATIVA 
A enzima FOSFORILASE-b-QUINASE é ativada por 
ADRENALINA ou GLUCAGON. 
A ligação do hormônio adrenalina (no músculo) ou 
glucagon (no fígado) levam à formação do 2º 
mensageiro cAMP, que inicia uma cascata enzimática, 
ativando a fosforilase-b-quinase, que por sua vez 
catalisa a fosforilação dos resíduos de serina nas duas 
subunidades idênticas da glicogênio fosforilase, ativando-
a (forma a) e estimulando a glicogenólise. 
A regulação da GLICOGÊNIO- FOSFORILASE 
também é feita por: 
b) Regulação alostérica – 
No músculo – [Ca++] e [ cAMP] 
No fígado – [Glicose no meio extracelular] 
Sensor de glicose 
MÚSCULO: quando o músculo volta ao 
repouso, a enzima FOSFOPROTEÍNA-
FOSFATASE 1 (PP1) desfosforila a fosforilase a, 
c onve r t e ndo - a em f o s f o r i l a s e b e 
interrompendo a degradação do glicogênio. 
No músculo só tem receptor para adrenalina 
FÍGADO: Quando o nível de glicose sanguínea 
retorna ao normal, a glicose entra nos 
hepatócitos e se liga a um sítio alostérico 
inibidor na fosforilase a. Essa ligação produz 
uma mudança na conformação da fosforilase a, 
permitindo a desfosforilação pela PP1. 
Fígado (hepatócito) responde ao glucagon e a 
adrenalina. 
A GLICOGÊNIO-SINTASE é o principal centro de 
regulação. Ela também é um dímero que existe em 
duas formas interconversíveis: 
-glicogênio-sintase a ( forma ativa) - DESFOSFORILADA 
-glicogênio-sintase b (forma inativa) - FOSFORILADA 
Mas ao contrário da glicogênio fosforilase: 
- A forma a ATIVA é desfosforilada e a forma b 
INATIVA é fosforilada. 
A glicogênio-sintase é convertida na forma b (INATIVA) 
por várias proteínas quinases diferentes. A proteína 
quinase reguladora mais importante é a GLICOGÊNIO-
SINTASE-QUINASE-3 (GSK3). 
A des fos for i l ação da g l i cogên io -s in tase b pe l a 
FOSFOPROTEÍNA-FOSFATASE 1 (PP1), converte-a na 
forma ativa a (desfosforilada),promovendo a síntese de 
glicogênio – GLICOGÊNESE. 
A INSULINA ativa a glicogênio-sintase pois bloqueia a 
ação da GSK3 e ativa a PP1. 
GLICOGENOSES 
As GLICOGENOSES são doenças de armazenamento 
do Glicogênio que, em sua maioria, apresentam caráter 
autossômico recessivo e são provocadas por 
deficiência em enzimas específicas envolvidas na 
síntese ou na degradação do glicogênio. 
Ex: Glicogenose tipo I (doença de Von Gierke) – 
provocada pela deficiência na produção da enzima 
GLICOSE-6-FOSFATASE ou pela deficiência no 
TRANSPORTADOR DE GLICOSE-6-FOSFATO. 
Efeitos: Hipoglicemia; fraqueza muscular. 
Glicogenogesene: insulina 
Glicogenolise: glucagon e adrenalina