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Bioquímica II – Prof. Júnior Glicogênio: Glicogênese e Glicogenólise Universidade Católica de Goiás Departamento de Biologia Bioquímica II.

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1 Bioquímica II – Prof. Júnior Glicogênio: Glicogênese e Glicogenólise Universidade Católica de Goiás Departamento de Biologia Bioquímica II

2 Bioquímica II – Prof. Júnior ESTADO ABSORTIVO/ALIMENTADO ESTADO ABSORTIVO/ALIMENTADO Período: 2 a 4hs após a ingesta dos alimentos. Hormônio regulador: INSULINA Neste período ocorrem aumentos transitórios das concentrações plasmáticas de glicose, aminoácidos e triglicerídios - aumento dos níveis séricos de insulina - queda dos níveis séricos de glucagon Período anabólico (síntese de TG, glicogênio e proteínas) Tecidos usam glicose - ATP Alterações do metabolismo do fígado, tecido adiposo, músculos e cérebro

3 Bioquímica II – Prof. Júnior ESTADO JEJUM ESTADO JEJUM Período: duração variável - Jejum inicial: média até 14hs - Jejum prolongado: Acima de 14hs Hormônio regulador: GLUCAGON Jejum ingestão inadequada ou insuficiente de nutrientes ou situações Clínicas Ausência de alimento = baixo nível de aa, glicose e TG no sangue: - aumento dos níveis séricos de glucagon - queda dos níveis séricos de insulina

4 Bioquímica II – Prof. Júnior ESTADO JEJUM ESTADO JEJUM Período catabólico (degrad. de TG, glicogênio e proteínas) Tecidos usam preferencialmente AG - (exceto cérebro-glicose) Alterações no metabolismo do fígado, tecido adiposo, músculos e cérebro Necessidade de manter os níveis de glicose sangüínea Somente 1/3 proteínas corporais podem ser empregadas para produzir energia sem comprometer funções vitais.

5 Bioquímica II – Prof. Júnior PÂNCREAS ( ~70-80% das céls. das Ilhotas) ( ~15-25% das céls. das Ilhotas) Ilhotas de Langerhans ( ~5% das céls. das Ilhotas)

6 Bioquímica II – Prof. Júnior ESTADO JEJUM ESTADO JEJUM Período catabólico (degrad. de TG, glicogênio e proteínas) Alterações no metabolismo do fígado, tecido adiposo, músculos e cérebro Necessidade de manter os níveis de glicose sangüínea Somente 1/3 proteínas corporais podem ser empregadas para produzir energia sem comprometer funções vitais.

7 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGÊNIO ESTRUTURA: Formam grânulos citoplasmáticos distintos que contêm a maioria das enzimas necessárias para a síntese e degradação do glicogênio O glicogênio é um homopolissacarídeo de cadeia ramificada A ligação glicosídica principal é uma ligação α1 4 A cada oito a dez resíduos glicosil, existe uma ramificação contendo uma ligação α1 6

8 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGÊNIO

9 GLICOGÊNIO SÍNTESE: Moléculas de glicose-6-fosfato (G6P) A G6P é convertida a G1P pela fosfoglicomutase, na presença de UTP, que liga-se ao difosfato de uridina (UDP): UDP-glicose, fonte de todos os resíduos glicosil que são adicionados à molécula de glicogênio em formação A UDP-glicose é então sintetizada a partir da G1P e UTP, pela UDP - glicose pirofosforilase O pirofosfato (PPi) (2º produto da reação) é hidrolisado a 2 (Pi) pela pirofosfatase

10 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGÊNIO Fosfoglicomutase

11 Bioquímica II – Prof. Júnior UDP-glicose pirofosforilase

12 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGÊNESE SÍNTESE: A glicogênio sintase é responsável por catalisar as ligações α1 4 no glicogênio Na ausência de iniciador, a proteína glicogenina atua como um receptor de resíduos de glicose: o grupo hidroxila de uma cadeia lateral específica de Tyr serve como sítio, no qual a unidade inicial glicosil é ligada. A reação é catalisada pela sintase iniciadora do glicogênio O alongamento da cadeia envolve a transferência de glicose da UDP-glicose à extremidade não redutora da cadeia em crescimento, formando uma ligação glicosídica

13 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGÊNESE LIGAÇÃO ALFA 1,4 LIGAÇÃO ALFA 1,6

14 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGÊNESE

15 GLICOGÊNESE SÍNTESE: As ramificações da cadeia são sintetizadas pela enzima amilo-(1,41,6)-transglicosidase (enzima ramificadora) Transferir uma cadeia de cinco a oito resíduos glicosil da extremidade não-redutora da cadeia linear a outro resíduo da cadeia, ligando-o por uma ligação α 16 Ambas as cadeias podem ser alongadas pela glicogênio sintase

16 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGÊNIO

17 GLICOGÊNIO Glucose-6-phosphate Fosfoglicomutase Glucose-1-phosphate Uridine diphosphate glucose Glicogênio sintase Glycogen

18 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGENÓLISE A rota degradativa não é uma reversão das reações sintéticas O produto primário é a G1P, obtida pela hidrólise das ligações glicosídicas α1 4 Glicose livre é liberada a partir da ligações α1 6 A glicogênio fosforilase cliva as ligações α1 4 entre os resíduos glicosil nas extremidades não-redutoras das cadeias de glicogênio por simples fosforólise A fosfotransferase degrada sequencialmente as cadeias de glicogênio em suas extremidades não-redutoras até que restem quatro unidades glicosil em cada cadeia, antes de um ponto de ramificação, resultando em uma dextrina

19 Bioquímica II – Prof. Júnior Glicogêniofosforilase

20 GLICOGENÓLISE As ramificações são removidas por duas reações enzimáticas de uma mesma enzima: - A glicosil transferase remove os três resíduos glicosil externos ligados a uma ramificação e transfere-os à extremidade não-redutora de outra cadeia aumentando seu comprimento - A seguir, o resíduo isolado de glicose restante unido por uma ligação α1 6 é removido hidroliticamente pela α1 6 -glicosidase, liberando glicose livre - Dessa forma, a cadeia está disponível para degradação pela glicogênio fosforilase até 4 unidades glicosil da próxima ramificação

21 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGENÓLISE

22 GLICOGENÓLISE

23 GLICOGENÓLISE Desramificação do glicogênio pela enzima desramificadora

24 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGENÓLISE/Remoção das ramificações A glicogênio sintase e a glicogênio fosforilase respondem aos níveis de metabólitos e necessidades de energia da célula - A síntese de glicogênio é estimulada quando os níveis de energia e disponibilidade de substrato estão elevados - A degradação do glicogênio é aumentada quando os níveis de energia e suprimentos disponíveis de glicose estão baixos - No estado pós-alimentar, a glicogênio sintase é alostericamente ativada pela G6P quando esta está presente em concentração elevada - A glicogênio fosforilase é alostericamente inibida pela G6P, bem como pelo ATP, um sinal de alta energia na célula

25 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGENÓLISE/Regulação A glicogênio sintase e a glicogênio fosforilase respondem aos níveis de metabólitos e necessidades de energia da célula - A síntese de glicogênio é estimulada quando os níveis de energia e disponibilidade de substrato estão elevados - A degradação do glicogênio é aumentada quando os níveis de energia e suprimentos disponíveis de glicose estão baixos No estado pós-alimentar, a glicogênio sintase é alostericamente ativada pela G6P quando esta está presente em concentração elevada A glicogênio fosforilase é alostericamente inibida pela G6P, bem como pelo ATP, um sinal de alta energia na célula

26 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICOGENÓLISE/GLICOGÊNESE [ ] glicogênio hepático 8hs. 12hs. 16hs. 20hs. 4hs. 8hs. Almoço Janta café da manhã Glicose utilizada (g/h) Glicose ingerida Glicogenólise hepática gliconeogênese dias 20 dias (TEMPO EM JEJUM)

27 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICONEOGÊNESE Síntese de glicose a partir de diferentes substratos Rota essencialmente de JEJUM 90% Hepática, 10% renal Produz Glicose para ser lançada a circulação Mantém a glicemia em níveis mínimos normais IMPORTANTE: Qualquer substrato da via gliconeogênica deve ter no mínimo 3 Carbonos, logo o Acetil CoA (2C) NÃO é substrato para esta via. Substratos utilizados: - Lactato - Aas gliconeogênicos - Glicerol - Propionato

28 Bioquímica II – Prof. Júnior GLICONEOGÊNESE

29 GLICONEOGÊNESE

30 GLICONEOGÊNESE


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