Metabolismo do GlicogênioBioquímica para Enfermagem

Prof. Dr. Didier SalmonMSc. Daniel Lima

Glicogênio• Forma polimérica da glicose• Necessidade de uma reserva energética de fácil mobilização

Como uma molécula tão grande é capaz de ser estocada em um lugar tão pequeno?

Glicogênio• Ligações a → polímeros helicoidais abertos

hexoquinase

fosfoglicomutase

Grânulos: Patículas elementares:Partículas-b, cada partícula contem55.000 moléculas de glicose e 2000Extremidades não-reduzidas.20 até 40 dessas partículas = rosetas-aagregadas formando os grânulos

• Celulose– Outro Polímero da Glicose– Ligações β filamentos retos, formando fibrilas estruturais

Glicogênio X Celulose

Vantagens do Glicogênio• Qual vantagem de armazenar a glicose na forma de glicogênio?

– SOLUBILIDADE– FACIL DE MOBILIZACAO– OSMOLARIDADE. Se todo o glicogênio de um hepatócito estivesse sob a forma de

glicose, a concentração seria de 0,4M. Quando armazenada sob a forma de glicogênio, a mesma massa de glicose tem concentração de 0,01μM

Glicogênese

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

Glicose 6-fosfato Glicose 1-fosfato

Glicose 1-fosfato + UTP UDP-G + PPi

hexoquinase

fosfoglicomutase

UDP-glicose pirofosforilase

Glicogênese

• UDP-Glicose pirofosforilase:

2 Pi

Pirofosfatase inorgânica

Glicogênese

PPi + H2O 2 Pi + H+

pirofosfatase

Glicogênese

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

α-1,4

UDP + ATP UTP + ADPNucleosídeo difosfato quinase

Glicogênio Sintase

• Possui um oligossacarídeo de unidades de glicose α-1,4 ligadas ao átomo de oxigênio de um radical tirosina

Glicogenina

UDP-Glicose

UDP

UDP-Glicose

UDP

Glicogênese• Possui um oligossacarídeo

de unidades de glicose α-1,4 ligadas ao átomo de oxigênio de um radical tirosina

• Enzima ramificadoraUDP-Glicose

UDP

UDP-Glicose

UDP

Ramificação

Ramificação• Transferência de uma pequena cadeia de 6 ou 7 resíduos de glicose.

Cadeia com pelo menos 11 oses

7 resíduos glicosil

4 resíduos glicosil

Ramificação

Cada ramificação possuí 12 a 14 resíduos de glicose

Glicogênese

Síntese do Glicogênio

Glicogenólise

• Glicogênio Fosforilase

– Catalisa a remoção sequencial de radicais glicose da extremidade não redutora da molécula de glicogênio

– A clivagem fosforolítica do glicogênio é energeticamente vantajosa

Glicogenólise

Glicogênio Fosforilase

Grupo prostético: piridoxal fosfato (derivado da vit B6)

– Mecanismo de ação:

PLP = Piridoxal Fosfato

Glicogênio Fosforilase

Glicogênio Fosforilase

Enzima Desramificadora• Dois tipos de atividade

Fosfoglicomutase

Destinos da Glicose 6-fosfato

– Presente principalmente no fígado– Está localizada no lado luminal da membrana do Retículo

Endoplasmático Rugoso

Glicose-6-fosfatase

O ciclo de Cori ou via glicose-lactato-glicose consiste na conversão da glicose em lactato, produzido em tecidos musculares durante um período de privação de oxigênio, seguida da conversão do lactato em glucose, no fígado.

Ciclo de Cori

Regulação do Metabolismo do Glicogênio

• Hormônios:

- Insulina: sinaliza estado alimentado. Produzido nas Ilhotas de Langerhans: aglomerações de células especializadas (celulas beta). Fígado, músculos e tecido adiposo

- Glucagon: Produzido pelas células alfa. Sinaliza o estado de jejum. Fígado.

- Epinefrina: Modificação do aminoácido tirosina. Produzido pelo Sistema nervoso central e supra-renais. Liberado em momentos de estresse ou exercício.

Regulação da Glicogenólise

Ativada pela PKAe defosforilada

pela PP1

Músculo:

Disparado na contração muscular ativa a fosforilase b kinase (isoforma muscular) que apresenta um domínio calmodulina

AMP resultante da quebra de ATP quando a musculatura está sob contração vigorosa ativa alostericamente a glicogênio fosforilase

Regulação da Glicogenólise Muscular

Regulação da Glicogenólise Hepática

Glicogênio Fosforilase• Regulação Alostérica

– ↑ Glicose plasmática– Glicogênio fosforilase = sensor da [glicose] no fígado

Glicogênio Sintase

(Caseina cinase II)

(Glicogênio sintase cinase 3)

(Fosfoproteína fosfatase 1)

Regulação da Glicogênese pela EpinefrinaMúsculo

Regulação da Glicogênese pela Insulina

Papel Central

Músculo

Fígado

Regulações Alostéricas da GS

glucagon

insulina

ATP cAMP + Pi

Ca+2

diacilglicerol

AMP

glicose

ATP

G6P

Regulação Hormonal (Fígado)– Glucagon (jejum)– Epinefrina (stress)

GlucagonEpinefrina

Epinefrina

Regulação Hormonal e Simpática (Músculo)

– Epinefrina (stress)– Acetilcolina

Regulação pela Insulina Fígado Músculo

Glicogênese