Aula5 Glicogenio Amido Sacarose Lactose

polímero de glicose, que estabelece ligações -1,4 nos

segmentos lineares e ligações -1,6 nas ramificações;

constitui uma forma de reserva de açúcar.

GLICOGÊNIO

GLICOGENÓLISE

Degradação do glicogênio

GLICOGÊNESE

Síntese intracelular do glicogênio

METABOLISMO DO GLICOGÊNIO

GLICOGÊNIO

Metabolismo do Glicogênio

é sintetizado (Glicogênese) pelo fígado e músculos

esqueléticos quando a oferta de glicose aumenta: após refeições.

ao serem degradadas (Glicogenólise) as reservas de

glicogênio atendem diferentes necessidades:

- hepático: mantém glicemia entre as refeições e

principalmente no jejum noturno.

- muscular: energia para a própria fibra muscular (em

contração intensa é convertido a lactato).

OBS: em anaerobiose relativa, apenas carboidratos podem servir como

substrato para obtenção de ATP, pois lipídios e aminoácidos só podem

ser degradados aerobiamente.

Degradação do glicogênio : produz glicose 1-fosfato.

Remoção sucessiva de resíduos de glicose, a partir da

extremidade não-redutora: glicogênio fosforilase catalisa a

fosforólise da ligação -1,4.

ponta não-redutora

cadeia do glicogênio

(n resíduos de glicose)

glicogênio fosforilase

glicogênio 1-fosfato ponta não-redutora

cadeia do glicogênio

(n-1 resíduos de glicose)

GLICOGENÓLISE

Na glicólise ocorre remoção sucessiva de resíduos de glicose, a

partir da extremidade não-redutora.

O que é um açúcar redutor???

Relembrando…

carbono da carbonila: oxidado a ácido

carboxílico.

açúcares redutores: açúcares capazes

de reduzir o íon férrico (Fe+3) a íon

ferroso (Fe+2) ou o íon cúprico (Cu+2)

a íon cuproso (Cu+), base da reação

de Fehling e de Benedict.

Exemplo: os monossacarídios são

agentes redutores.

-D-glicose

D-glicose

(forma linear)

D-gliconato

Exemplo: açúcar não-redutor = sacarose

Sacarose: açúcar não-redutor,

pois não contém átomos de C

anoméricos livres.

Lactose: açúcar redutor.

Relembrando…

C

C

C

C

H

O

HO

H

H

C

C

OH

OH

H

OHH

OH

H

H

Frutose(cetose)

2

Sacarose: -D-glicopiranosil-(1→2)--D-frutofuranosídio

Lactose: -D-galactopiranosil-(1→4)--D-glicopiranosídio

Degradação do glicogênio: Glicogenólise – Parte 1

Glicogênio fosforilase:

libera um a um os resíduos de

glicose, MAS termina 4

resíduos antes de uma

ramificação*.

Degradação prossegue pela

ação da enzima

desramificadora bifuncional.

90%

10%

ramificação*


Enzima desramificadora

bifuncional:

I. atua como glicosil

transferase → transfere 3 dos

4 resíduos remanescentes na

ramificação para uma outra

extremidade da cadeia,

formando uma nova ligação -

1,4 (nesta nova posição, estes

resíduos podem ser liberados por

ação da glicogênio fosforilase).

90%

10%

ramificação

(I)


Enzima desramificadora

bifuncional:

II. atua como -1,6

glicosidase o resíduo de

glicose restante na ramificação

está ligado à cadeia principal

por ligação -1,6; esta ligação

é rompida pela 2ª atividade da

enzima desramificadora.

90%

10%

ramificação

(II)

Degradação do glicogênio: Glicogenólise

pontas não redutoras ligação -1,6

glicogênio

moléculas de

glicose 1-fosfato

glicose

polímero -1,4 desramificado

glicogênio fosforilase

glicosil transferase

-1,6 glicosidase

Esquema de degradação

do glicogênio (mesmo da

figura anterior)

Após a desramificação:

tem-se um polímero -1,4

linear, que será degradado

pela glicogênio fosforilase,

que retirará um a um os

resíduos de glicose.


Glicose 1-fosfato: convertida a glicose 6-fosfato pela enzima

fosfoglicomutase, que poderá ser degradada:

- no fígado: glicose 6-fosfato glicose liberada na circulação

(ação da glicose 6-fosfatase).

- no músculo: glicose 6-fosfato lactato (glicólise

fermentativa).

Degradação do glicogênio: Glicogenólise

Grande número de ramificações da cadeia de glicogênio:

possibilita ação simultânea de muitas moléculas de fosforilase.

50% das ramificações são degradadas em poucos segundos:

quando a demanda energética é intensa.

Glicogenólise hepática: rapidez do processo corrige o nível

glicêmico, evitando a hipoglicemia.

Em geral: degradaçao do glicogênio não é completa = resta

sempre um núcleo que serve como ponto de partida para a

ressíntese. Como? Glicogênese.

Síntese do glicogênio: Glicogênese

A síntese do glicogênio, glicogênese, é realizada pela repetida

adição de unidades de glicose às extremidades não-redutoras de

um fragmento de glicogênio.

1º. A glicose a ser incorporada deve estar sob uma forma

ativada ligada a um nucleotídio de uracila, constituindo a

uridina difosfato glicose (UDP-G).

Uridina difosfato glicose (UDP-G)

Síntese do glicogênio: Glicogênese – Parte 1

1º. A glicose sob forma ativada, forma a uridina difosfato

glicose (UDP-G).

Glicose + ATP Glicose 6-fosfato + ADP + H+

Glicose 6-fosfato Glicose 1-fosfato

Glicose 1-fosfato + UTP UDP-G + PPi

b

c

aEnzimas:

a) glicoquinase (fígado) e

hexoquinase (músculo)

b) fosfoglicomutase

c) UDP-glicose pirofosforilase

Uridina difosfato glicose

(c)


2º. A enzima glicogênio sintase transfere a unidade glicosil da

uridina difosfato glicose (UDP-G) para uma das extremidades

não redutoras do glicogênio, formando uma ligação -1,4.

UDP-G + (Glicogênio)n resíduos de glicose (Glicogênio)n+1 resíduos de glicose + UDP

UDP-glicose

ponta não-redutora de uma cadeia do

glicogênio com n resíduos (n 4)

ponta não redutora

“nova”

glicogênio aumentado

com n + 1 resíduos

glicogênio sintase


3º. O UDP produzido na reação anterior é reconvertido a UTP

à custa de ATP (pela enzima nucleosídio difosfato quinase).

________________________________________________________________________

UDP + ATP UTP + ADP

PPi + H2O 2 Pi + H+

A soma das reações do 1º ao 3º passo:

Glicose + 2 ATP + (Glicogênio)n resíduos de glicose + H2O (Glicogênio)n+1 resíduos de glicose

+ 2 ADP + 2 Pi

A reação total do processo mostra um gasto de 2 ATP para

cada resíduo de glicose incorporado ao glicogênio.


A glicogênio sintase catalisa apenas a síntese de ligações -1,4...

E as ramificações?

Formação

de uma

ramificação

na cadeia

ligações -1,4

na cadeia 4º. As ramificações

são feitas por uma

enzima ramificadora,

que transfere uma

pequena cadeia de 6

ou 7 resíduos de

glicose da extremidade

para uma parte mais

interna da molécula,

criando uma ligação -

1,6.


A síntese prossegue por adição de resíduos de glicose às

extremidades não-redutoras (glicogênio sintase – repetição 2º

etapa).

Lembrando que essa reação

prevê a existência de uma

cadeia de glicogênio já

constituída (primer), à qual

são agregadas novas

unidades de glicose (a

enzima não é capaz de

promover a união das 2

primeiras unidades de

glicose, para iniciar o

polímero).

Formação

de uma

ramificação

na cadeia

ligações -1,4

na cadeia


Então, a proteína glicogenina catalisa 2 reações diferentes:

1. Ataque do OH de uma tirosina (da glicogenina) à glicose (da

UDP-G).

Em geral: resta um núcleo (primer) que serve como ponto de

partida para a ressíntese. Mas e quando na degradação anterior

não houver permanecido um núcleo de glicogênio (primer) que

dê suporte para a extensão de cadeia?


2. Ataque do OH da glicose

terminal (ligada à glicogenina) a

outra molécula de glicose (de

um outro UDP-G).

Essa sequência se repete

para formar uma molécula de

glicogênio nascente com 8

resíduos de glicose ligadas -

1,4.

Então, a glicogênio sintase

prossegue a polimerização.

UDP-glicose

glicogenina

UDP-glicose

UDP-glicose

glicogenina ligada

à um resíduo de

glicose

Repete mais 6 vezes para formar um

primer de glicogênio

atividade de extensão da cadeia

atividade glicosiltransferase

Glycogenin

(1)

(2)

Resumo Glicogênese x Glicogenólise

Esquema geral da degradação e síntese de glicogênio no fígado.

Resumo Glicogênese x Glicogenólise

E nos músculos?

Degradação (glicogenólise):

- glicogênio a glicose 6-fosfato igual ao que ocorre no fígado.

- no entanto, a glicose 6-fosfato não origina glicose devido à

ausência da enzima glicose 6-fosfatase.

Síntese (glicogênese):

- Diferença está na fosforilação da glicose: que é feita por outra

enzima, a hexoquinase.

AMIDO

Composto por 2 frações: amilose (20%) e amilopectina (80%)

Amilose: cadeias lineares de resíduos de glicose unidos por

ligações -1,4.

Amilopectina: cadeias lineares semelhantes as da amilose, mas

mais curtas e contendo ramificações formadas por ligações 1-6.

Síntese do AMIDO

Amido é menos ramificado que o glicogênio.

As cadeias de amilopectina organizam-se em estruturas

complexas, formando uma matriz semicristalina à qual se

associam as cadeias de amilose, resultando na construção do

grânulo de amido.

Grânulos de amido: reservas de glicose nas células

vegetais.

Síntese do AMIDO

A síntese do amido é semelhante à síntese do glicogênio e

também envolve ação coordenada de enzimas:

1. uma sintase, que catalisa a adição de unidades de glicose às

extremidades não redutoras via ligações -1,4.

2. Uma ramificadora, que promove a formação das ligações -

1,6.

3. A natureza do fragmento iniciador da síntese (primer) não é

conhecida.

Síntese do AMIDO

A síntese do amido é semelhante à síntese do glicogênio e

também envolve ação coordenada de enzimas:

4. O substrato da amido sintase (forma ativada da glicose) é

adenosina difosfato glicose (ADP-glicose), ao invés do UDP-G

utilizada pela glicogênio sintase.

5. A organização das cadeias de amilose e amilopectina de

modo a formar a estrutura complexa, semicristalina, do

grânulos do amido é ainda obscura.

METABOLISMO DE SACAROSE E LACTOSE

(açúcar de cozinha)

(açúcar do leite)

hidrólise de

oligossacarídios:

intestino delgado

Após a degradação: os monossacarídios são absorvidos e

metabolizados, em sua maior parte, no fígado.

Frutose e galactose: metabolizados no fígado por conversão a

intermediários da glicólise.

Frutose e galactose são

metabolizadas pela via

glicolítica.

METABOLISMO DE SACAROSE E LACTOSE

No fígado a frutose sofre as seguintes reações (esquema anterior):

Frutose + ATP Frutose 1-fosfato + ADP + H+frutoquinase

Frutose 1- fosfato Diidroxiacetona fosfato + Gliceraldeídofrutose 1-fosfato

aldolase

Gliceraldeído + ATP Gliceraldeído 3-fosfato + ADP + H+gliceraldeído

quinase

A soma destas 3 reações mostra a transformação de frutose em

compostos da via glicolítica:

Frutose + 2 ATP Diidroxiacetona fosfato + Gliceraldeído 3-fosfato + 2 ADP + 2 H+

METABOLISMO DE FRUTOSE (SACAROSE)

Em outros tecidos, como adiposo e músculo, que sintetizam a

hexoquinase, a frutose é convertida a frutose 6-fosfato por esta

enzima, ganhando acesso à glicólise:

Frutose + ATP Frutose 6-fosfato + ADP + H+

METABOLISMO DE FRUTOSE (SACAROSE)

Galactose e glicose:

- são epímeros: diferem apenas quanto à configuração do

carbono C-4.

METABOLISMO DE GALACTOSE (LACTOSE)

Galactose e glicose sofrem epimerização (transformação de

galactose em glicose e vice-versa): feita com os açúcares ligados

à UDP.

Galactose 1- fosfato + UDP-glicose UDP-galactose + Glicose 1- fosfato

Galactose + ATP Galactose 1-fosfato + ADP + H+galactoquinase

galactose 1-fosfato

uridil transferase

UDP-galactose UDP-glicoseUDP-galactose

epimerase

Glicose 1-fosfato Glicose 6-fosfato + ADP + H+fosfoglicomutase

Galactose + ATP Glicose 6-fosfato + ADP + H+

A soma destas 4 reações é a conversão de galactose em

glicose 6-fosfato, que pode ser consumida pela via glicolítica:

METABOLISMO DE GALACTOSE (LACTOSE)

Documents

Aula5 Glicogenio Amido Sacarose Lactose