Regulação da Glicólise/Gliconeogênese

e desvio das pentoses

Prof. Uderlei Covizzi

Regulação 1ª reação glicólise

Glicose

Glicose 6-P

Glicose 6 fosfatase

Regulação glicoquinase e glicose 6-fosfatase

Na concentração de glicose sanguínea (5mM), a glicoquinase trabalha em velocidade equivalente a ¼ VMAX

• O alto Km regula a glicoquinase e também a glicose 6-fosfatase

Regulação glicoquinase e glicose 6-fosfatase

Glicólise: A glicose 6-P é um potente inibidor da Glicoquinase

O↑ [glicose 6-P] desloca a reação da glicose 6-fosfatase para a produção de glicose (gliconeogênese)

Regulação 3ª reação glicólise

Frutose 6-P

Frutose 1,6 bi-P

ATP

ADPPFK1

Frutose 1,6 Bi fosfatase

Regulação da glicólise - gliconeogênese

Frutose 6-P Frutose 1,6-BiP

ATP ADP

Pi H2O

Fosfofrutoquinase1 (PFK1)

Frutose 1,6 bifosfatase

(─) Frutose 2,6 bi-P, AMP

(+) Frutose 2,6 bi-P, AMP, ADP(─) Citrato, ATP

Regulação da PFK1 e frutose 1,6 bifosfatase

GLICÓLISE (PFK1)• – inibido por ATP (não gasto de energia) e Citrato

(velocidade de acordo com ciclo de Krebs)• – Ativado por frutose 2,6 bi-P

GLICONEOGÊNESE (Frutose 1,6 bifosfatase )• - Inibido por frutose 2,6 bi-P

A frutose 2,6 bi-P é o principal regulador dessa etapa

Enzima PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase

• Enzima bifuncional• Se estiver fosforilada funciona como frutose

2-6 bifosfatase• Se estiver desfosforilada funciona como PFK2

PFK2 FRUTOSE 2,6 BIFOSFATASE

P

PFK2 FRUTOSE 2,6 BIFOSFATASE

Enzima PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase

• Fosforilação da enzima bifuncional

Enzima Bifuncional

Frutose 2,6 Bifosfatase / PFK-2

Produção da Frutose 2,6-bifosfato

PFK2

PFK2

Regulação alostérica da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase

PFK2

Regulação alostérica da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase

• PFK2 • Inibida por fosfoenolpiruvato - PEP (regula

a velocidade da glicólise)

• Frutose 2,6 bifosfatase• Inibida por frutose 6-P (produto da reação)• Ativado por PEP

Regulação hormonal da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase

• Glucagon – ativa gliconeogênese• Insulina – ativa glicólise

PFK2PFK2

Regulação hormonal da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase

•Glucagon: ↑AMPc, ativa quinase que fosforila a enzima bifuncional (atividade de frutose 2,6 bifosfatase)

↓ frutose 2,6 bi-P:inibe PFK1 (glicólise) ativa frutose 1,6 bifosfatase (gliconeogênese)

Regulação hormonal da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase

• Insulina: ↓AMPc, ativa fosfatase que desfosforila a enzima bifuncional (atividade de PFK2)

↑ frutose 2,6 bi-P:

ativa PFK1 (glicólise)inibe frutose 1,6 bifosfatase (gliconeogênese)

Regulação alostérica 10ª reação da glicólise - Enzima piruvato quinase (PK)

Inibida por alanina ativada por frutose 1,6 bi-P

FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)

ADP

ATPPIRUVATO QUINASE

PIRUVATO

- alanina (fígado)

+ frutose 1,6 bi-P

Regulação hormonal da Piruvato quinase (PK)

PIRUVATO QUINASE

(ativa)

PIRUVATO QUINASE

(inativa)P

quinase

fosfatase

Glucagon: [AMPc]

+

Insulina: [AMPc]

+

Regulação hormonal da Piruvato quinase (PK)

•Glucagon: • ↑AMPc, ativa quinase que fosforila

a enzima PK (inativa a glicólise)

Regulação hormonal da Piruvato quinase (PK)

• Insulina: • ↓AMPc, ativa fosfatase que

desfosforila a enzima PK (ativa a glicólise)

Regulação alostérica da Piruvato carboxilase

• O que ativa a piruvato quinase inibirá a piruvato carboxilase e vice-versa, então:• Alanina: ativa piruvato carboxilase • Frutose 1,6 bi-P: inibe piruvato carboxilase• Acetil-CoA derivada de ácidos graxos ativa

piruvato carboxilase

Regulação da Fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK)

Os genes da PEPCK são induzíveis por um fator de transcrição (CREB) • Glucagon e adrenalina: ↑AMPc que ativa

quinase, que fosforila o CREB (ativa a transcrição)• Os glicocorticóides também ativam a síntese de PEPCK

Regulação desvio das pentoses

A regulação desta via depende das necessidades da célula:

NECESSITA SOMENTE DE NADPH: fase oxidativa ativada para (produção NADPH). A fase não oxidativa também ativada para que não ocorra acúmulo de ribose-5P.

Regulação desvio das pentoses

NECESSITA SOMENTE DE RIBOSE -5P: a fase oxidativa inibida (NADPH é inibidor das desidrogenases). Fase não oxidativa ativada. gliceraldeído-3P e frutose-6P da glicólise → ribose-5P.

Regulação desvio das pentoses

NECESSITA DE NADPH E DE RIBOSE-5P: somente a fase oxidativa estará ativa para produzir o NADPH e a ribulose-5P que será convertida em ribose-5P.