22/10/2012Bioquímica Glicogênese, glicogenólise e gliconeogênese Prof. Dr. Rafael Linden [email protected] ESTADO ABSORTIVO/ALIMENTADO • Período: 2 a 4 hs 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 1 queda dos níveis séricos de insulina ESTADO JEJUM Período catabólico (degradação de TG.22/10/2012 ESTADO JEJUM Período: duração variável . glicose e TG no sangue: . 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.aumento dos níveis séricos de glucagon .Jejum inicial: média até 14hs . glicogênio e proteínas) Tecidos usam preferencialmente AG .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. 2 .(exceto cérebro-glicose) Alterações no metabolismo do fígado. existe uma ramificação contendo uma ligação α1→ 6 3 .22/10/2012 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. 22/10/2012 GLICOGÊNIO SÍNTESE DO GLICOGÊNIO A partir de moléculas de glicose-6-fosfato (G6P) A G6P é convertida a G1P pela enzima fosfoglicomutase A G1P. é convertida a UDP-glicose pela enzima UDP-glicose pirofosforilase A UDP-glicose é a fonte de todos os resíduos glicosil que são adicionados à molécula de glicogênio em formação 4 . na presença de UTP. 22/10/2012 FOSFOGLICOMUTASE UDP-GLICOSE PIROFOSFATASE 5 . formando uma ligação glicosídica 6 . 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. no qual a unidade inicial glicosil é ligada.22/10/2012 SÍNTESE DO GLICOGÊNIO A enzima glicogênio sintase é responsável por catalisar a formação de ligações α1→ 4 no glicogênio Na ausência de iniciador. a proteína glicogenina atua como um receptor de resíduos de glicose (molde para início da síntese do glicogênio): o grupo hidroxila de uma cadeia lateral específica de Tyr serve como sítio. ativada pela glicose 6-P e principalmente por glucagon.4→1. ligando-o por uma ligação α1→6 Ambas as cadeias podem ser alongadas pela enzima glicogênio sintase (inibida alostericamente pelo ATP.22/10/2012 SÍNTESE DO GLICOGÊNIO As ramificações da cadeia são sintetizadas pela enzima amilo-(1.6)-transglicosidase (enzima ramificadora) Transferir uma cadeia de cinco a oito resíduos glicosil da extremidade não-redutora da cadeia linear a outro resíduo da cadeia. ativada por insulina) SÍNTESE DO GLICOGÊNIO 7 . 22/10/2012 GLICOGÊNIO Fosfoglicomutase Glucose-1-phosphate Glucose-6-phosphate Glicogênio sintase Glycogen Uridine diphosphate glucose GLICOGENÓLISE A rota degradativa não é uma reversão das reações sintéticas O produto primário é a G1P. ativada por AMP) cliva as ligações α 1→ 4 entre os resíduos glicosil nas extremidades não-redutoras das cadeias de glicogênio por simples fosforólise A glicogênio fosforilase 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 8 . obtida pela hidrólise das ligações glicosídicas α 1→ 4 Glicose livre é liberada a partir da ligações α 1→ 6 A enzima glicogênio fosforilase (inibida alostericamento pela glicose e glicose 6-P. 22/10/2012 GLICOGENÓLISE As ramificações são removidas por duas reações enzimáticas de uma mesma enzima: A enzima 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. a cadeia está disponível para degradação pela enzima glicogênio fosforilase até 4 unidades glicosil da próxima ramificação 9 . liberando glicose livre Dessa forma. o resíduo isolado de glicose restante unido por uma ligação α1→ 6 é removido hidroliticamente pela enzima α1→ 6 -glicosidase. 22/10/2012 GLICOGENÓLISE Desramificação do glicogênio pela enzima desramificadora 10 . 8hs. 16hs. um sinal de alta energia na célula Almoço Janta café da manhã 8hs.22/10/2012 GLICOGENÓLISE 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. 12hs. 4hs. 20hs. bem como pelo ATP. Glicose ingerida Glicose utilizada (g/h) [ ] glicogênio hepático GLICOGENÓLISE/GLICOGÊNESE Glicogenólise hepática 0 8 16 24 gliconeogênese 2 dias 20 dias (TEMPO EM JEJUM) 11 . a glicogênio sintase é alostericamente ativada pela G6P quando esta está presente em concentração elevada A enzima glicogênio fosforilase é alostericamente inibida pela G6P. 22/10/2012 GLICONEOGÊNESE Síntese de glicose a partir de diferentes substratos Rota essencialmente de JEJUM 90% Hepática. • Sete das dez reações da glicólise são reversíveis (∆G ≈ 0) e inversas às da gliconeogênese. • As restantes três são irreversíveis (∆G << 0 – muito exergónicas) => são necessárias enzimas e reações diferentes 12 . 10% renal Produz glicose para ser lançada a circulação Mantém a glicemia em níveis mínimos normais IMPORTANTE: GLICONEOGÊNESE A gliconeogênese e glicólise não são exatamente idênticas: • A gliconeogénese não ocorre só no citosol. 22/10/2012 REAÇÕES IRREVERSÍVEIS DA GLICONEOGÊNESE 1) Conversão do piruvato em fosfoenolpiruvato (PEP) 2) Conversão frutose 1.6-bisfosfato em frutose 6-fosfato 3) Conversão da glicose 6-fosfato em glicose Conversão do piruvato em fosfoenolpiruvato (PEP) 13 . 6bisfosfato em frutose 6fosfato Conversão da glicose 6-fosfato em glicose 14 .22/10/2012 Conversão frutose 1. 6bisfosfatase Piruvato quinase Inibida por ATP Inibida por alanina (formada a partir do piruvato) Inibida indiretamente pelo glucagon Hexoquinase Inibida por G6P 15 .6-bisfosfatase Frutose-2.6-bisfosfato ativa fosfofrutoquinase Frutose-2.22/10/2012 Controle do metabolismo dos carboidratos Fosfofrutoquinase e frutose-1.6-bisfosfato inibe frutose-1. agente redutor necessário em muitas reações bioquímicas Ciclo de Cori Combinação de glicólise no músculo e gliconeogênese no fígado Sangue transporta lactato do músculo para o fígado e glicose do fígado para o músculo Glicólise e gliconeogênese nunca estão altamente ativas na mesma célula simultaneamente 16 . particularmente ribose (componente do RNA) Forma NADPH.22/10/2012 Via da pentose fosfato A partir da G6P Produz acúcares de cinco carbonos. Destacar os aspectos relacionados ao metabolismo dos carboidratos. entre 20 e 30 linhas. VALE 1 PONTO NA AVALIAÇÃO G2 17 . manuscrita.22/10/2012 Atividade Ler o artigo “Influência da ingestão de carboidratos sobre o desempenho físico” e elaborar uma resenha.
Report "Bioquímica 9 - Glicogênese, Glicogenólise e Gliconeogênese (1)"