Biossíntese e degradação de glicogênio

Regulação da via glicolítica

Integração entre o controle da glicólise e da

glicogenólise em diferentes tipos celulares

O glicogênio é o polissacarídio de reserva dos

animais e de vários microorganismos

O amido é o polissacarídio de reserva dos vegetais e de vários microorganismos que

fazem fotossíntese, como cianobactérias.

Quimicamente o amido e o glicogênio são muito similares:

ambos são homopolímeros de glicose e contêm unidades glicose unidas por

ligações a1, 4 e a1,6.

Diferentemente do glicogênio o amido tem dois componentes distintos: a cadeia

não ramificada da amilose e a cadeia ramificada da amilopectina

O glicogênio e amilopectina

são ramificados e sua

degradação se dá a partir dos

terminais não redutores da

molécula

No interior das células o glicogênio

encontra-se em estruturas granulares.

Ao purificar-se o glicogênio de células co-purifica-se suas

enzimas de síntese e de degradação.

DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO

fosforólise catalisada pela enzima glicogênio fosforilase

Mecanismo de ação da

glicogênio fosforilase

A enzima fosfoglicomutase converte, em uma reação

reversível in vivo g6-P, intermediário da via glicolítica

em g1P e vice-versa

A enzima glicogênio fosforilase não ataca ligações glicosídicas a 1,6 ou

ligações a 1,4 próximas à ramificação.

A desramificação da molécula de glicogênio envolve a

ação de outra enzima => enzima desramificadora

SÍNTESE DE GLICOGÊNIOA enzima fosfoglicomutase converte, em uma reação reversível in vivo g6-P, intermediário da via glicolítica em g1P e vice-versa

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO

doador de unidades glicídicas para a síntese de glicogênio é o UDPG

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO

A elongação da cadeia de glicogênio é catalisada

pela enzima glicogênio sintase

SÍNTESE DE GLICOGÊNIO

A ramificação da molécula é catalisada pela enzima ramificadora

Tipicamente é criada uma ramificação a cada 8 – 10 resíduos glicose.

Mecanismo de ação em cascata

da epinefrina e do glucagon

A g-1P produzida quando

glicogênio é degradado tem

destinos muito diferentes em

músculo e no fígado.

Apesar disto o mecanismo de

regulação da glicogênio

fosforilase é muito similar nestes

dois tecidos.

Adenil

ciclase

PKA PK

A

Fosforilase b quinase

Fosforilase b quinase

Gicogênio Fosforilase b

Gicogênio Fosforilase a

Regulação da glicogênio fosorilase por efetores

alostéricos e por modificação covalente

Glicogênio-fosforilase:

um “sensor” de glicose

no fígado

A entrada de glicose na célula

hepática leva à parada da

degradação de glicogênio

A cascata de fosforilações que controla simultânea e antagonicamente a

síntese e a degradação de glicogênio

A cascata de fosforilações que controla simultânea e antagonicamente a

síntese e a degradação de glicogênio

COMPARAÇÃO MÚSCULO X FÍGADO

As células musculares só captam glicose em quantidades

expressivas em presença de insulina

Após a alimentação o MÚSCULO repõe suas reservas de glicogênio

Após a alimentação o MÚSCULO repõe suas reservas de glicogênio

Após a alimentação a glicogênio sintase é ativada e as

reservas de glicogênio são repostas

No jejum a glicogênio sintase é fosforilada em múltiplos sítios

Após a alimentação o FÍGADO repõe suas reservas de glicogênio

HEPATÓCITO

GLUT 2

GLICOKINASE

E HEXOCINASE

Relação (direta ou inversa) entre a degradação de glicogênio e a

aceleração da via glicolítica em músculo e fígado

A aceleração da via glicolítica

nos músculos quando o

músculo está com o sinal da

adrenalina ou em contração

intensa depende da aceleração

de 2 das 3 reações irreversíveis

da via (PFK1 e PK) e ainda da

aceleração da degradação de

glicogênio

A regulação da via glicolítica

Regulação da Fosfofruto quinase (PFK) por ATP

Frutose 2,6 bisfosfato, produzida pela PFK2, ativa a via glicolítica

Em fígado a PFK2 é ativada

pelo aumento de F6P

O AMP reverte o efeito inibidor do ATP sobre a PFK1

Regulação da PFK1 - HepatócitoA

LIM

EN

TAD

OJEJU

M

ATIVA

INIBIDA

Regulação da PFK1 - MiócitoA

LIM

EN

TAD

O

MUITO ATIVA

AD

REN

ALI

NA

OU

CO

NTR

AÇ

ÃO

+ J

EJU

M

ATIVA

JEJU

M

INIBIDA

Regulação da piruvato quinase em músculo

Consumo do glicogênio muscular durante o exercício

A reposição do glicogênio muscular

após o exercício é altamente

dependente da dieta (sinal da insulina)

Em fígado a síntese e degradação de glicogênio são reguladas

principalmente em resposta a alterações dos níveis de glicose

sanguínea.

Durante o jejum o

fígado ativa a

degradação de

glicogênio e inibe a

via glicolítica

Após a alimentação a

síntese de glicogênio é

ativada e as reservas de

glicogênio são repostas