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Carola Bruna Jofr
Universidad de ConcepcinFacultad de Ciencias BiolgicasDepartamento de Bioqumica y Biologa Molecular
Metabolismo del glucgeno
Glucosa 6-fosfatoGlucosa 1-fosfato
AlmidnSacarosa
Va de las pentosas
Fructosa 6-fosfato
Piruvato
Ciclo de Krebs
Dihidroxiacetona-P+
Gliceraldehido 3-P
FotosntesisFosforilacin oxidativa
Pared celular
Gluconeognesis Gliclisis
Vas anablicasVas catablicas
Sntesis de azcares en plantas
G3P(Ciclo de Calvin)
Sacarosa CITOPLASMATejido
vascularAlmidn CLOROPLASTO
Diet
Glucgenolisis Gluconeogonesis
Glucogenognesis(Almacenamiento)
Va de lasPentosas
(Oxidacin)
Gliclisis(Oxidacin)
Ciclo de Krebs
Fosforilacin oxidativa
ANAB
OLI
SMO
CATA
BOLI
SMO
La sntesis y degradacin de glucgeno regula el nivel de glucosa sanguneo y proveen de una reserva de glucosa para la actividad muscular extenuante
Principalmente en hgado y msculo esqueltico
Ambos procesos se llevan a cabo mediante diferentes vas y estn controlado hormonalmente por epinefrina, glucagn e insulina
Existen una serie de enfermedades metablicas que resultan de deficiencias en el metabolismo y almacenamiento del glucgeno
Glucgenolisis
Glucgeno fosforilasa: remocin secuencial de unidades de glucosa de una cadena lineal (hasta 4 residuos de un punto de ramificacin)Energticamente favorable, ya que la glucosa liberada est fosforilada
-1,6 glucosidasa o enzima deramificante: clivaje de enlaces -1,6
La actividad transferasa y -1,6 glucosidasa estn presentes en la misma cadena polipeptdica
Fosfoglucomutasa convierte a la G1P en G6P
Es una enzima glicoltica (2PG, 3PG, 1,3BPG)
Glucosa 6-P puede entrar a las diferentes vas del metabolismo de carbohidratos de acuerdo a las necesidades de la clula
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ChemoNotaGlucogeno del higado regula la cantidad de glucogeno en la sangre, y el muscular sirve para obtencin de energa en procesos anaerbicos.
Glucogenognesis
La glucosa debe ser activada mediante esterificacin con UDP por la enzima UDP-glucosa pirofosforilasa
La reaccin es reversible, pero se hace irreversible por la hidrlisis inmediata de pirofosfato (PPi) a ortofosfato (2Pi)
Reaccin neta:
G6P + ATP + glucgenon + H2O glucgenon+1 +ADP + 2Pi
La glicgeno sintasa la transferencia de glucosa desde UDP-glucosa a la cadena en crecimiento
UDP es desplazada por el hidroxilo terminal de la molcula de glucgeno, formndose un enlace -1,4
La glicgeno sintasa slo aade residuos si la cadena contiene ms de 4 residuos, por lo tanto se requiere un partidor, el cual es provisto por glicogenina
Una enzima ramificante cataliza la formacin de enlaces -1,6
Las ramificaciones se crean por clivaje de un enlace -1,4 y posterior formacin de un enlace -1,6
Para ello un bloque de 7 residuos, proveniente de una cadena de al menos 11 residuos, es transferido a un sitio ms interno
La nueva ramificacin debe ubicarse al menos a 4 residuos de las ramificaciones ya presentes
Las ramificaciones aumentan el nmero de residuos terminales, incrementando la tasa de sntesis y degradacin del glucgeno, adems de su solubilidad
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Ser-OH Ser-O-PO3-2
+ ATP + ADP + H+
Fosforilasa bINACTIVA
Fosforilasa aACTIVA
Protenafosfatasa 1
Fosforilasaquinasa
Ser-OH Ser-O-PO3-2
+ ATP + ADP + H+
Glucgeno sintasa aACTIVA
Glucgeno sintasa bINACTIVA
[Glucosa]
Glucagn
Activacin de quinasa:Fosforilacin de la enzima
InactivacinGlucgeno
sintasa
Activacin Glucgeno fosforilasa
Protenafosfatasa 1
Protenaquinasa A
[Glucosa]
Insulina
Activacin de fosfatasa:Defosforilacin de la enzima
Activacin Glucgeno
sintasa
InactivacinGlucgeno fosforilasa
Regulacin: hormonal y alosterismo
EstadoR
Estado T
Inhibidor alostrico
Activador alostrico
Epinefrina y glucagn favorecen la degradacin de glucgeno a travs de una cascada de sealizacin del AMP cclico
INACTIVA ACTIVAACTIVA INACTIVA
La misma seal activa la degradacin de glucgeno e inhibe la sntesis, favoreciendo un aumento de la concentracin de glucosa La cascada va glucagn es similar, pero se utiliza un receptor acoplado a protena G
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Insulina favorece la sntesis de glucgeno a travs de una cascada de sealizacin del receptor Tyr quinasa
La misma seal activa la sntesis de glucgeno e inhibe la degradacin, favoreciendo una disminucin de la concentracin de glucosa y revirtiendo el efecto de epinefrina y glucagn
Msculo
El glucgeno del msculo esqueltico tiene como objetivo suministrar glucosa para que sea degradada para obtener ATP para la actividad muscular
Regulacin hormonal:Respuesta a epinefrina liberada desde la mdula adrenal por estmulo del SNC que pasa fosforilasa b a fosforilasa a y glicgeno sintasa a a la b
Regulacin alostrica:Para responder a condiciones celulares de baja carga energtica de manera independiente de la respuesta hormonalFosforilasa b es activa slo a altas [AMP] (activador alostrico)ATP y glucosa 6-P actan como inhibidores alostricos
Por lo tanto, en msculo en reposo fosforilasa b es inactiva por los altos niveles de ATP y G6P. Durante el ejercicio, el elevado nivel de AMP produce la activacin de la fosforilasa b y la liberacin de epinefrina resulta en la generacin de la forma activa fosforilasa a
La ausencia de glucosa 6-fosfatasa asegura que la G6P permanezca en la clula para generar energa
Hgado
El glucgeno heptico se utiliza para regular el nivel de glucosa en la sangre, de modo que est disponible para otros tejidos (incluyendo el msculo esqueltico)
Regulacin hormonal:Responde a glucagn sintetizada por las clulas del pncreas en respuesta a hipoglicemia que pasa fosforilasa b a fosforilasa a y glicgeno sintasa a a la b, produciendo un aumento de la concentracin de glucosa
Responde a insulina secretada por las clulas del pncreas en respuesta a hiperglicemia que pasa fosforilasa a a fosforilasa b y glicgeno sintasa b a la a, produciendo un disminucin de la concentracin de glucosa
Tambin responde a epinefrina
Regulacin alostrica:Como su funcin no es proveer energa, sino que regular la concentracin de glucosa, la fosforilasa responde a glucosa
AMP no activa a la glucgeno fosforilasa bLa glucosa inhibe a la glucgeno fosforilasa a
Recordar que glucagn adems:
Inhibe a la piruvato quinasa (enzima 10 de la gliclisis)
Activa a al dominio FBPasa de PFK2, estimulando el paso de F2,6BP a F6P
F2,6BP activa a la PFK1 (enzima 3 de la gliclisis)F2,6BP inhibe a Fructosa 1,6 bifosfato (enzima 9 de la gluconeognesis)
Ambos efectos se pierden
Por lo tanto, glucagn aumenta la concentracin de la glucosa sangunea:- Estimulando directamente la glucgenolisis- Inhibiendo directamente la sntesis de glucgeno- Inhibiendo directa e indirectamente la gliclisis- Estimulando indirectamente la gluconeognesis
Insulina tiene efectos inversos
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