METABOLISMO DO GLICOGÊNIO E GLICONEOGÊNESE UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS ENGENHARIA DE PESCA DISCIPLINA: BIOQUIMICA METABOLISMO DO GLICOGÊNIO E GLICONEOGÊNESE Dra. Talita Espósito

METABOLISMO DO GLICOGÊNIO

METABOLISMO DO GLICOGÊNIO Polímero de Glicose Forma de Reserva Vantagem biológica: Redução da Osmolaridade Sintetizado pelo fígado e músculos: oferta > necessidade energética imediata No fígado: manter a glicemia (entre as refeições e jejum noturno) Nos músculos: fibra muscular (a demanda energética > aporte de oxigênio)

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO Remoção sucessiva de resíduos de glicose, a partir das extremidades não-redutoras Enzima 1 - GLICOGÊNIO FOSFORILASE GLICOGÊNIO (n resíduos) G1P + GLICOGÊNIO(n – 1 resíduos) Pi Reação semelhante a uma hidrólise, mas usa Pi no lugar de H20 Libera 1 a 1 os resíduos Só cliva ligações α -1,4 (não-ramificadas) Pára 4 resíduos antes de 1 ramificação

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO Enzima 2 - Desramificadora 1a. Função: Transferase Transfere 3 dos 4 resíduos remanescentes junto à ramificação para outra extremidade, formando ligações α-1,4 (nesta nova posição os resíduos podem ser liberados por ação da En 1 - Glicogênio Fosforilase)

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO Enzima 2 - Desramificadora 2a. Função: α-1,6 Glicosidase (Hidrólise)

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO Enzima 3 – Fosfoglicomutase Converte G1P EM G6P GLICÓLISE MÚSCULO FÍGADO GLICOSE 6-FOSFATO LACTATO GLICOSE GLICOSE 6-FOSFATASE GLICOSE 1-FOSFATO FOSFOGLICOMUTASE

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO O glicogênio é sintetizado por um via ≠ da via de degradação Síntese – repetida adição de resíduos de glicose às extremidades de um núcleo de glicogênio A glicose inicial deve estar sob a forma ativada, ligada a um nucletídeo URACILA, constituindo a URIDINA DIFOSFATO GLICOSE (UDP-G)

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO Produção de UDP-G: GLICOSE + ATP GLICOSE 6-FOSFATO + ADP + H+ G6P GLICOSE 1-FOSFATO G1P + UTP UDP-G + PPi UDP-G é substrato da glicogênio sintase, a enzima que efetivamente catalisa a síntese UDP-G PIROFOSFORILASE

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO UDP-G + (glicogênio)n resíduos de glicose (glicogênio)n + 1 resíduos de glicose + UDP UDP + ATP UTP + ADP PPi + H2O 2 Pi + H+ GLICOGÊNIO SINTASE NUCLEOSÍDEO DIFOSFATO CINASE PIROFOSFATASE GLICOSE + 2 ATP + (glicogênio)n res G + H20 (glicogênio)n+1 res G + 2ADP + 2Pi

VIAS OPOSTAS DA DEGRADAÇÃO E SÍNTESE DO GLICOGÊNIO 2Pi ENZIMA DE DESRAMIFICAÇÃO GLICOGÊNIO FOSFORILASE GLICOGÊNIO UDP-GLICOSE G1P G6P FOSFOGLICOMUTASE Pi UTP UDP-GLICOSE-PIROFOSFORILASE PPi PIROFOSFATASE INORGÂNICA UDP ENZIMA DE RAMIFICAÇÃO GLICOGÊNIO SINTASE GLICOSE

REGULAÇÃO DO METABOLISMO DO GLICOGÊNIO REGULAÇÃO DA DEGRADAÇÃO: Glicogênio Fosforilase : Foma inativa b (músculo em repouso) e Forma ativa a (fosforilada) -Controle alostérico direto: AMP (Contração muscular) – Forma b ativa -Modificação covalente: Fosforilação -Estímulo hormonal: Músculo:Adrenalina AMPc Fosforilase cinase Fosforilase b ativa Fígado: Glucagon -Estímulo nervoso: Ca2+ Fosforilase cinase Fosforilase a ativa REGULAÇÃO DA SÍNTESE: Glicogênio-sintase: Forma ativa (desfosforilada) -Estímulo hormonal: Insulina Fosfoproteína-fosfatase 1 + Obs.: Epinefrina=Adrenalina

GLICONEOGÊNESE

GLICONEOGÊNESE A >ria dos tecidos animais é capaz de suprir suas necessidades energéticas a partir da oxidação de vários tipos de compostos: açucares, aminoácidos e ác. graxos Entretanto, alguns tecidos e células de animais superiores, utilizam exclusivamente glicose como fonte de energia

GLICONEOGÊNESE Cérebro – consome cerca de 120g de glicose/dia Hemácias – necessitam de cerca de 30g diários 20% do conteúdo calórico de uma dieta normal são destinados a suprir as necessidades do cérebro e hemácias

SÍNTESE DE GLICOSE A PARTIR DE COMPOSTOS QUE NÃO SÃO CARBOIDRATOS GLICONEOGÊNESE [GLICOSE CIRCULANTE] DEGRADAÇÃO GLICOGÊNIO HEPÁTICO APÓS 8 HORAS DE JEJUM GLICONEOGÊNESE SÍNTESE DE GLICOSE A PARTIR DE COMPOSTOS QUE NÃO SÃO CARBOIDRATOS

GLICONEOGÊNESE É um termo usado para incluir o conjunto de processos pelos quais o organismo pode converter substâncias não glicídicas (como aminoácidos, lactato, piruvato, glicerol e propionato) em glicose ou glicogênio. SUPRIMENTO CONTÍNUO DE GLICOSE VIA METABÓLICA IMPORTANTE NO FÍGADO, minoritariamente nos rins

JEJUM ESFORÇO INTENSO GLICOGÊNIO GLICOSE LACTATO LACTATO NA CORENTE SANGUINEA LACTATO PIRUVATO

GLICÓLISE GLICONEOGÊNESE A GLICONEOGÊNESE NÃO É O CONTRÁRIO DA GLICÓLISE GLICÓLISE GLICONEOGÊNESE Glicose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O Piruvato + 2 ATP + 1 GTP + 1 NADH + 2 H2O Glicose + 2 ADP + 1 GDP + 3 Pi + 1 NAD + + H+

Frutose 1,6-bisfosfatase GLICÓLISE GLICONEOGÊNESE Glicose Frutose 1,6-bisfosfato Fosfofrutoquinase I Hexoquinase ATP ADP Fosfoenolpiruvato Piruvato Glicose 6-fosfato Piruvato quinase 2 H2O 2 ADP 2 ATP Piruvato Lactato Alanina Oxalacetato Fosfoenolpiruvato Frutose 1,6-bisfosfato Frutose 6-fosfato Glicose 6-fosfato Glicose Frutose 1,6-bisfosfatase Glicose 6-fosfatase H2O Pi ATP ADP GTP GDP NADH + H+ NAD+ + Pi Piruvato carboxilase PEP-carboxicinase PEPCK Frutose 6-bisfosfato 2Pi 2 NAD+ 2 NADH + H+

GLICOSE G 6-P F 6-P F 1,6 BP PEP PIRUVATO GLICÓLISE GLICONEOGÊNESE GLICOSE GLICOSE 6-FOSFATASE HEXOQUINASE G 6-P F 6-P FBPase PFK I F 1,6 BP PEP PIRUVATO QUINASE PIRUVATO CARBOXILASE + PEPCK PIRUVATO

A GLICONEOGÊNESE REQUER O TRANSPORTE DE METABÓLIOS ENTRE A MITOCÔNDRIA E O CITOSOL

Frutose 6-fosfato Piruvato Glicose Frutose 6-fosfato Frutose 1,6-bisfosfato Fosfoenolpiruvato Piruvato Glicólise Gliconeogênse fosfofrutoquinase 1,6-bisfosfatase Oxaloacetato quinase F- 2,6-BP (+) AMPc (+) ATP (–) F- 1,6-BP (+) F- 2,6-BP (-) AMPc (-) ADP (-) Acetil CoA (+) (Glucagon - Hipoglicemia) (Insulina - Hiperglicemia)

REGULAÇÃO DA GLICONEOGÊNESE BAIXA [GLICOSE] SANGUÍNEA AUMENTO DA SECREÇÃO DE GLUCAGON AUMENTO DA [AMPc] AUMENTO DA FOSFORILAÇÃO DA ENZIMA ATIVAÇÃO DA FBPase-2 E INATIVAÇÃO DA PFK-2 DIMINUIÇÃO DA [F2,6P] INIBIÇÃO DA PFK E ATIVAÇÃO DA FBase AUMENTO DA GLICONEOGÊNESE Sequência de eventos metabólitos associados a baixa concentração de glicose no sangue à gliconeogênese no fígado