Glicogenese e glicogenolise

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glicogênese
Gliconeogênese é o processo através do qual
precursores como lactato, piruvato, glicerol e
aminoácidos são convertidos em glicose
A produção do glicogênio é feita a partir da
glicose-6-fosfato e não diretamente pela glicose. Isso
porque caso a glicose seja utilizada, pode falar
substrato para as reações seguintes
Glicogênio
Músculos: 2% de glicogênio (necessidade de ATP)
Fígado: 10% de glicogênio (armazenamento de 12 a
24 horas)
Os músculos são responsáveis pela captação da
glicose em altas concentrações para a síntese de
glicogênio
Diabéticos: deve fazer atividade física para que os
músculos façam a captação da glicose no sangue para
sintetizar ATP
O glicogênio é uma molécula com diversas
ramificações e de rápida utilização (quanto maior a
molécula de glicogênio, mais ramificações e mais rápida
a utilização da glicose)
As moléculas de glicose estão ligadas entre si por
diferentes ligações e diferentes angulações entre elas, o
que interfere no armazenamento e na deposição de
glicogênio
A glicose-6-fosfato é desviada da glicólise para a
síntese de glicogênio. Uma isomerase, a partir da
glicose-6-fosfato, forma a glicose-1-fosfato para que
depois seja adicionado a essa molécula uma cadeia que
envolve o uridina monofosfato, formando a
UDP-glicose, molécula ativa e que formará o glicogênio
Enzima glicogênio sintase
Faz a ligação entre as glicoses em um ramo do
glicogênio, até atingir o total de 11 glicoses
Faz o crescimento do ramo
Quanto + for a molécula de glicogênio - vai ser o Km
Maior capacidade de adicionar glicose na molécula
de glicogênio
Alta atividade da enzima glicogênio sintase
Estado alimentado
Quanto - for a molécula de glicogênio + vai ser o Km
Menor capacidade de adicionar glicose na molécula
de glicogênio (pouca glicose)
Baixa atividade da enzima glicogênio sintase
Estado em jejum
Durante o jejum, a célula apresenta moléculas
pequenas de glicogênio. Porém, ao ingerir o alimento, a
concentração de glicose começa a aumentar e o enzima
glicogênio sintase estava em baixa atividade devido ao
jejum, não conseguindo captar essas novas moléculas
de glicose. Assim, entra em ação da proteína
glicogenina (iniciador), a qual passa a captar as
moléculas de glicose da UDP-glicose se
auto-glicosilado, ou seja, adicionando 8 moléculas de
glicose em si mesma. Após isso, essas 8 moléculas de
glicose são encaminhadas para o glicogênio,
aumentando seu peso molecular e a atividade da
glicogênio sintase
Enzima ramificadora
Após atingir 11 moléculas de glicose pela enzima
glicogênio sintase, a enzima ramificadora pega 7 dessas
glicoses e passa a criar novos ramos
O número de ramificações passa a aumentar,
promovendo o crescimento do glicogênio
Forma novos ramos
Mutação na glicogenina: dificuldade na deposição de
glicogênio no fígado e baixa atividade da enzima
glicogênio sintase, de modo que haja o acúmulo de
gordura em decorrência do acúmulo de glicose e pouca
produção de energia (cansaço)
Dificuldade na deposição de glicose na forma de
glicogênio
GASTO ENERGÉTICO
A síntese de glicogênio faz uso de energia (ATP), de
modo que ao acrescentar glicose na molécula de
glicogênio um ATP é utilizado
Glicogenólise
Enzima glicogênio fosforilase
Quebra as ligações entre as moléculas de glicose
do glicogênio, liberando essa glicose na circulação
A enzima glicogênio fosforilase adiciona um fosfato
na glicose e libera essa molécula, formando a glicose
1-fosfato
A isomerase fosfoglicomutase isomeriza a glicose
1-fosfato em glicose 6-fosfato
No fígado: a glicose-6-fosfato é transportada ao RE,
onde perde um fosfato por meio da ação da enzima
glicose-6-fosfatase, liberando a glicose no sangue
No músculo: a glicose-6-fosfato é convertida em
piruvato (glicólise), uma vez que o músculo não
apresenta a glicose-6-fosfatase, ou seja, não ocorre o
retorno da glicose para o sangue, já que para isso
ocorrer ela deve perder o fosfato
O músculo faz a captação de glicose mas não libera
ela para o sangue devido a ausência da
glicose-6-fosfatase
–Fibras brancas: piruvato é convertido em lactato
(lactato desidrogenase)
Lívia Francisco T28
–Fibras vermelhas: piruvato é convertido em
Acetil-CoA (complexo piruvato desidrogenase), e
posteriormente, no ciclo de Krebs, forma-se CO2 e H2O
Enzima cortadora de ramos
Diminui o tamanho do glicogênio em decorrência da
quebra dos ramos
A glicogênio fosforilase quebra as moléculas de
glicose até que restem apenas 4, para que a enzima
cortadora de ramos pegue 3 das 4 moléculas e transfira
para a ponta de outro ramo. A última glicose é liberada
pela glicogênio fosforilase
Qual a vantagem de armazenar glicogênio e não
lipídio?
O armazenamento de glicogênio em relação ao
armazenamento de gordura é mais vantajoso porque a
energia é disponibilizada mais rapidamente, além de
que o glicogênio pode ser quebrado na ausência de O2
Porque estocar glicogênio e não a molécula de
glicose?
A glicose é osmoticamente ativa e ao ser estocada na
célula pode apresentar problema com o excesso de
água, de modo que ela passe a absorver água e fique
túrgida, sendo necessário gastar energia para regular
água dentro na célula devido ao risco de hemólise. O
glicogênio não é osmoticamente ativo, por isso ele pode
ser armazenado com pouco gasto de energia na célula,
de forma que não seja necessário o uso de ATP para
regular a água dentro da célula como é no caso da
glicose
Doença de Von Gierke
Ausência da glicose-6-fosfatase ou transportador
A glicose-6-fosfato não é mobilizada para o sangue,
causando hipoglicemia e acidose celular (diminuição da
glicólise e da síntese de ATP)
Doença de Cori (tipo III: enzima cortadora de ramos)
Acúmulo de glicogênio (atuação somente da
fosforilase)
Doença de McArdle (tipo V: fosforilase muscular)
Diminuição de glicogênio nos músculos (dano ao
tecido muscular)
Regulação glicogenólise
Glucagon: induz a glicogenólise
– A enzima final da sua transdução é uma quinase
(coloca um fosfato)
– Sua enzima final é a proteína quinase A (PKA)
– PKA se torna ativa quando fosforilada
– Regulação da glicogênio fosforilase (libera a glicose)
– Sua regulação pode ser covalente ou alostérica
Regulação covalente
O glucagon ativa a PKA que fosforila uma outra enzima
chamada fosforilase quinase. A fosforilase quinase
fosforila a glicogênio fosforilase, a qual altera sua
conformação estrutural se tornando ativa para aumentar
a quebra do glicogênio em glicose
A glicogênio fosforilase quando está
FOSFORILADA ela está ATIVA
Insulina: inibe a glicogenólise
– A enzima final da sua transdução é uma fosfatase
(retira um fosfato)
– Sua enzima final é a fosfoproteína fosfatase
– Sua regulação pode ser covalente ou alostérica
Regulação covalente
Em estado alimentado, a insulina induz a fosfoproteína
fosfatase para que ela tire o fosfato da glicogênio
fosforilase para que ela deixe de ter atividade, se
tornando inativa, para interromper a quebra do
glicogênio
A glicogênio fosforilase quando está
DESFOSFORILADA ela está INATIVA
Observação: o covalente pode ser superado pelo
alostérico
Regulação alostérica
Cálcio: estimulador alostérico - indutor da quebra de
glicogênio para liberar a glicose, uma vez que ele induz
a contração muscular, de maneira que seja necessário a
quebra de glicogênio em glicose para produção de ATP
O cálcio se liga na fosforilase quinase e mesmo que ela
não esteja fosforilada, o cálcio da atividade para ela. A
fosforilase quinase passa, então, a fosforilar a
glicogênio fosforilase para que haja a quebra de
glicogênio em glicose
AMP: estimulador alostérico - significa que a célula
apresenta baixa energia, sendo necessária a
glicogenólise. Para isso, o AMP se liga a glicogênio
fosforilase, dando atividade para ela, ocorrendo a
quebra do glicogênio em glicose
Mesmo que a insulina esteja atuando sobre a
célula, esses reguladores alostéricos passam por cima
dela para que haja a quebra do glicogênio em casos de
atividade física intensa, por exemplo
Glicose: inibidor alostérico - o aumento da
concentração de glicose na célula faz com que não sejanecessária a quebra do glicogênio. A glicose se liga a
glicogênio fosforilase diminuindo sua atividade, porque
não existe a necessidade de liberar mais glicose
A glicose é um inibidor alostérico da glicogenólise
mesmo que a glicogênio fosforilase esteja ativa pela
regulação covalente
ATP: inibidor alostérico - significa que a célula
apresenta alta energia, não sendo necessária a
glicogenólise. O ATP se liga a glicogênio fosforilase
Lívia Francisco T28
inibindo sua atividade, diminuindo a quebra do
glicogênio
Regulação glicogênese
Glucagon: inibe a glicogênese
Glicogênio sintase fosforilada: inativa
Regulação covalente
Ativa a PKA que vai fosforilar a fosforilase quinase, a
qual vai fosforilar a glicogênio sintase, tornando ela
inativa, de maneira que a formação de glicogênio a
partir da glicose diminuia
Insulina: induz a glicogênese
Glicogênio sintase desfosforilada: ativa
Regulação covalente
Ativa a fosfoproteína fosfatase que inibe a fosforilase
quinase e retira o fosfato da glicogênio sintase para que
ela se torne ativa e passe a formar glicogênio a partir da
glicose
Observação: o covalente pode ser superado pelo
alostérico
Regulação alostérica
Glicose-6-fosfato: estimulador alostérico - em altas
concentrações indica alto estado energético, de modo
que seja necessário a formação de glicogênio a partir da
glicose. A glicose-6-fosfato se liga a glicogênio sintase e
da atividade para ela
Cálcio: inibidor alostérico - em estado alimentado,
porém ao iniciar uma corrida, ocorre a liberação de
cálcio, o qual fosforila a glicogênio sintase, diminuindo
sua atividade e inibindo a formação de glicogênio para
que a glicose seja utilizada
Glicogênio: inibidor alostérico - em altas concentrações
de glicogênio, a atividade da glicogênio sintase diminui
sua atividade, não sendo necessário formar mais
glicogênio
Lívia Francisco T28