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Aula 4
Metabolismo do glicogênio
• Forma polimérica da glicose, reserva energética de fácil mobilização
• Em vertebrados, glicogênio é encontrado no fígado e no músculo esquelético.
• Qual vantagem de armazenar a glicose na forma de glicogênio? OSMOLARIDADE!Se todo o glicogênio de um hepatócito estivesse sob a forma de glicose, a
concentração seria de 0,4 M. Quando armazenada sob a forma de glicogênio, a mesma massa de glicose tem concentração de 0,01 μM
Glicogênio
• Polímero ramificado de radicais de glicose
• Presente em grânulos no citoplasma• Ligações α polímeros helicoidais
abertos
Estrutura do glicogênio
• Ligações α polímeros helicoidais abertos
Estrutura do glicogênio
• Ligações β filamentos retos, formando fibrilas estruturais
Celulose
• Redutores: Possuem grupos aldeídos e cetonas livres na cadeia que atuam como agentes redutores (sofrem oxidação, doam elétrons).
• Não-redutores: Possuem esses grupamentos interligados. Exibem a extremidade redutora ao sofrerem hidrólise (quebra).
Glicídios Redutores e Não-Redutores
Glicogênese
Pós prandial, aumento de glicose sanguínea
O pirofosfato gerado é rapidamente degradado pela pirofosfatase inorgânica
(reação irreversível).
1ª Etapa: Formação da UDP-glicose a partir da glicose-1-fosfato pela UDP-Glicose pirofosforilase
Enzima: UDP-Glicose pirofosforilase
• Possui um oligossacarídeo de unidades de glicose α-1,4 ligadas ao átomo de oxigênio de um radical tirosina
• Inicia a polimerização de 8 unidades de glicose
2ª Etapa: Formação de polímero inicial de glicose
Enzima: Glicogenina
3ª Etapa: Síntese de glicogênio a partir de um polímero primário
Enzima: Glicogênio sintase
• A Glicogênio sintase só é capaz de alongar a cadeia formando ligações α-1,4, esta não é capaz de formar a ligação da ramificação.
• Essa ramificação é formada pela enzima ramificadora, a qual transfere um bloco de um bloco de 7 oses, contendo o terminal não redutor, vindo de uma cadeia de pelo menos 11 oses, formando uma ligação α-1,6 com a cadeia principal.
• O novo ponto de ramificação tem que estar pelo menos 4 oses de distância de um preexistente.
• A Glicogênio sintase continua alongando a cadeia, concomitantemente a enzima ramificadora catalisando sua reação.
4ª Etapa: Ramificações da cadeia
Enzima ramificadora
Cadeia com pelo menos 11 oses
7 resíduos glicosil
4 resíduos glicosil
Consequência biológica: Glicogênio mais solúvel e aumento das extremidades não redutoras
Estrutura do glicogênio
Glicogenólise
Exercícios, intervalo entre refeições: baixa de glicose plasmática
Glicogenólise
Quebra do glicogênio realizada pela retirada sucessiva de glicose.
Enzima: Glicogênio fosforilase
Glicogênio fosforilase
Catalisa a remoção sequencial de radicais glicose da extremidade não redutora da molécula de glicogênio, quebrando as ligações α-1,4.
Enzima desramificadora
Resolve as ligações α-1,6!
• 2 funções catalíticas: transferase e a α-1,6 glicosidase.
• Transferase: transfere os 3 resídos glicosils anteriores ao glicosil que forma a ligação α-1,6 para a cadeia principal do glicogênio.
• (α-1,6) glicosidase: quebra a ligação α-1,6 por hidrólise, gerando glicose.
• A cadeia de glicogênio está linear, sem nenhum impedimento para a ação catalítica da glicogênio fosforilase.
Hidrólise
Glicogenólise
glicosidase
Produto final:Glicose 1-P
• Precisa ser convertida a glicose-6-fosfato para ter função biológica:
No fígado: glicose é liberada para a corrente sanguinea.
No músculo: glicose é direcionada para a via glicolítica.
Destino da glicose1P
Produto da glicogenólise: Glicose-1-fosfato
Produção de Glicose-6-fosfato
Enzima fosfoglicomutase
• Quebra de glicogênio: momentos de demanda energética
• O que o fígado fará com a glicose 6-fosfato gerada?
Destino da glicose-6-fosfato de hepatócitos
• Quebra de glicogênio: momentos de demanda energética
• O que o fígado fará com a glicose 6-fosfato gerada? Retirar o fosfato para que a glicose saia da célula!
Destino da glicose-6-fosfato de hepatócitos
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.
Em momentos de demanda energética:Ciclo de Cori
Glicose
Regulação do metabolismo do glicogênio
Insulina• Sinaliza estado alimentado.• Produzido nas Ilhotas Langerhans
(células especializadas - beta).• Atuação: Fígado, músculos e
tecido adiposo
Glucagon• Sinaliza o estado de jejum. • Produzido pelas células alfa. • Atuação: Fígado.
Epinefrina• Liberado em momentos de
estresse ou exercício.• Produzido pelo Sistema nervoso
central e supra-renais.
Hormônios
Glicogênese Glicogenólise
Regulação do metabolismo do glicogênio
Enzimas reguladas
(Caseina cinase II)(Glicogênio sintase
cinase 3)
(Fosfoproteína fosfatase 1)
Glicogênese
↓ Glicose plasmática
Glicogenólise
↑ Glicose plasmática
Glicogênio Sintase
Regulação da Glicogênio Sintase por insulina
Glicogênese
↓ Glicose plasmática
Glicogenólise
↑ Glicose plasmática
Glicogênio Fosforilase
Lembrando que:músculo não responde a glucagon!
Glicogênio Fosforilase
Glicogênese
↑ Glicose plasmática Em hepatócitos:
• A glicogênio fosforilase de hepatócitos possui um sítio para ligação de glicose, que atua como um sensor do estado nutricional.
• Na presença de glicose, a fosforilase expõe o sítio onde há fosforilação, permitindo a ação da fosforilase.
Regulação hormonal do metabolismo de glicogênio hepático e muscular(Glucagon = jejum e Epinefrina = estresse)
GlucagonEpinefrina
Regulação hormonal do metabolismo de glicogênio hepático e muscular(Insulina = alimentado)