metabolismo_glicogenio

8/2/2019 Metabolismo_glicogenio

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Aula 28.10.09:Sntese e degradao doglicognio


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Glicognio sntese e degradao

As enzimas que catalisam a sntese e a degradao doglicognio, alm de protenas reguladoras destesprocessos, esto intimamente associadas ao polmero emgrnulos citosslicos

So vias/processos bioqumicos relativamente simples A regulao destes processos bastante complexa:

regulao alostrica

por hormnios: fosforilao reversvel de enzimas

epinefrina e glucagon (degradao) insulina (sntese)

A degradao do glicognio integrada com a sntese


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Glicognio introduo

armazenado no fgado, msculo esqueltico e rim

Est presente no citossol na forma de grnulos com dimetros que vode cerca de 10 a 40 nm No fgado, a sntese e a degradao do glicognio so reguladas para

enfrentar as necessidades do organismo como um todo. No msculo estes processos so regulados para enfrentar as

necessidades do prprio msculo.

Micrografia eletrnica

de uma clula heptica As partculas densasno citoplasma sogrnulos de glicognio


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Glicognio estrutura

Estrutura do glicognio: nesta estrutura 2 ramificaesexternas de uma molcula de glicognio, as glicoses daextremidade no redutoras so mostradas em vermelho

e, a que comea uma ramificao em verde. O restanteda molcula representado por R.


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Glicognio introduo

uma forma prontamente mobilizvel de armazenamentode glicose

No to reduzido quanto os cidos graxos Reserva de energia/glicose hidroflica precisa envelope

de solvatao uma importante reserva alimentar por vrias razes: A degradao controlada de glicognio e a liberao de glicose

aumentam a quantidade de glicose disponvel entre as refeies

O glicognio serve como um tampo para manter os nveis

sanguneos de glicose A glicose do glicognio, quando liberada, ao contrrio dos c.

graxos pode fornecer energia na ausncia de oxignio e podeassim ser um suprimento para atividade anaerbia


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Glicognio degradao

Degradao do glicognio: Liberao de glicose-1-fosfato

do glicognio Remodelao do substrato Transformao da glicose-1-

fosfato em glicose-6-fosfato. A glicose-6-fosfato derivada de

glicognio pode Ser utilizada como fonte de

energia para o metabolismoanaerbio ou anaerbio

Ser transformada em glicoselivre no fgado e em seguidaliberada para o sangue

Ser processada pela viapentose-fosfato gerandoNADPH ou ribose numa gama

de tecidos


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Glicognio degradao

Glicognio fosforilase catalisa a clivagem fosforoltica doglicognio (reao de fosforlise!):

A clivagem fosforoltica do glicognio energeticamente vantajosa !!!


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A glicognio fosforilase atua at encontrar um obstculo:as ligaes glicosdicas -1,6

Soluo: uma transferase e uma -1,6 glicosidaseremodelam o glicognio

Glicognio degradao


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Remodelamento do Glicognio As ligaes glicosdicas -1,4

so clivadas pela fosforilase,deixando 4 glicoses ao longo decada ramificao.

A transferase remaneja umbloco de 3 glicoses de um ramo

externo para outro. A ligaoglicosdica -1,4 entre asglicoses em azul e verde quebrada, e uma nova ligao-1,4 formada entre asglicoses azul e amarela.

A glicose verde a seguirremovida pela -1,6 glicosidase,deixando uma cadeia linearcom todas as ligaes -1,4

A molcula livre de glicose fosforilada pela hexocinase davia glicoltica.

Glicognio degradao


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A glicose-1-fosfato formada na clivagem fosforoltica do glicognio tem

que se transformar em glicose 6-fosfato para entrar no fluxo metablicoprincipal. Este deslocamento de fosforila catalisado pelafosfoglicomutase, enzima utilizada tambm no metabolismo da galactose.

Reao de catalisada pela fosfoglicomutase uma fosforila transferidada enzima para o substrato. E uma fosforila diferente transferida de

volta para restaurar a enzima ao seu estado natural

Glicognio degradao


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Glicogenlise fgado

Funo importante do fgado: manter um nvel relativamente constante deglicose no sangue.

Libera glicose para o sangue durante a atividade muscular e no intervaloentre as refeies para ser captado pelo crebro e pelo msculo

esqueltico A glicose fosforilada produzida pela degradao do glicognio no podedifundir-se para fora das clulas. O fgado contm uma enzima hidroltica- a glicose-6-fosfatase - que cliva a fosforila, formando glicose livre eortofosfato. a mesma enzima que libera glicose livre no final dagliconeognese.

A glicose-6-fosfatase est ausente na maioria dos outros tecidos. Emconseqncia, a glicose-6-fosfato retida para a gerao de ATP. A glicose no um alimento importante para o fgado.


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Glicognio fosforilase

Esta enzima forma um homodmero: uma subunidade mostrada embranco a outra em amarelo. Cada centro cataltico inclui um piridoxalfosfato (PLP) ligado lisina 680 da enzima. mostrado o centro ligantepara o substrato fosfato (Pi)


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Um grupamento HPO42- ligado (vermelho) favorece a clivagem da

ligao glicosdica por doar um prton ao glicognio (n-1) que sai (em

preto). Esta reao resulta na formao de um carboction e favorecida

pela tranferncia de um prton do grupamento fosfato protonado dopirodoxal fosfato ligado (azul).

A combinao do carboction (glicognio) com o ortofosfato resulta

na formao de glicose-1-fosfato.

Glicognio fosforilase


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Glicognio fosforilase muscular

A fosforilase msculo esqueltico um dmero que existe em 2 formasinter-conversveis: uma geralmente ativa (a) e uma geralmente inativa(b). Cada uma delas existe em equlbrio entre um estado mais ativo -relaxado (R) - e um menos ativos, o estado tenso (T). Porm, o equilbriopara a fosforilase (a) favorece o estado R e para (b) favorece o estado T.


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Glicognio fosforilase heptica A glicognio fosforilase heptica,

diferentemente da enzima

muscular, insensvel presenade AMP porque o fgado noexperimenta variaes dramticasna carga energtica vistas nosmsculos em contrao.

Regulao alostrica: a ligao deglicose fosforilase (a) edesfosforilao pela fosfataseativada via insulina desvia oequilbrio para o estado T e inativaa enzima.


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Glicognio sntese

O glicognio sintetizado e degradado por vias diferentes O metabolismo do glicognio forneceu o primeiro exemplo que

raramente as vias de biossntese e de degradao operam nomesmo sentido e, sim em sentidos opostos. Vias separadas

permitem flexibilidade maior, tanto em energtica quanto emcontrole Em 1957, Leloir e colaboradores mostraram que o glicognio

sintetizado por uma via metablica que utiliza uridina difosfatoglicose (UDP-glicose) e no glicose-1-fosfato como doador de

glicose ativada


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A UDP-glicose, doador de glicose na biossntese de glicognio, umaforma de glicose ativada

A sntese de UDP-glicose (pela UDP-glicose pirofosforilase) umexemplo de tema que aparece vrias vezes em bioqumica: muitasreaes de biossntese so impulsionadas pela hidrlise de pirofosfato

Glicognio sntese


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Novas unidades de glicose ativada so adicionadas aos terminais noredutores do glicognio. Reao catalisada pela enzima glicogniosintase, que promove a formao de ligaes glicosdicas tipo 1-4

Glicognio sntese


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Primer: a glicognio sintase spode adicionar unidades deglicose, se a cadeia poliosdicacontiver mais de 4 oses, ouseja, pr-existente. Assim asntese de glicognio precisa

de um primer.Essa funo executada pelaglicogenina, uma protena quecatalisa auto-glicosilao detirosina de uma subunidade poroutra. A glicosilao continuaat 5-13 unidades de glicoseso adicionadas.

Glicognio sntese


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A cada 10-14 unidades de glicose,uma enzima ramificadora (glicosil 4:6-transferase) forma as ligaes-1,6 pois a glicognio sintase scatalisa a sntese de ligaes -1,4

A enzima ramificadora transfereltimas 7 unidades de glicose daposio -1,4 para a posio -1,6

As ramificaes so importantes

porque aumentam a solubilidade dglicognio e criam um grandenmero de radicais terminais queso os locais de ao da glicogniofosforilase e da glicognio sintase

Glicognio sntese


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Gli i l d


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Glicognio regulao desntese e degradao

O metabolismo do glicognio regulado em parte pelas cascatas AMP

cclico disparadas por hormnios: (A) degradao do glicognio, (B) sntesedo glicognio. As formas inativas esto em vermelho e as ativas em verde.A seqncia de reaes que levam ativao da protena quinase A amesma na regulao da degradao e sntese do glicognio. A fosforilasequinase tambm inativa a glicognio sintase

Gli i l d


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A regulao da protenafosfatase 1 (PP1) : Afosforilao da R

GIpela

protena quinase A dissociaa subunidade cataltica dapartcula de glicognio eportanto dos substratos daPP1. A inibio se completa

quando a subunidade (I) doInibidor fosforilada e liga-se a PP1 para inativ-la.


Gli i l d


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Quando a glicemia alta, a insulina estimula a sntese de glicognio ao

disparar uma via que ativa a protena fosfatase 1 A insulina dispara uma cascata de reaes que leva ativao daprotena fosfatase 1, o que resulta no estmulo da sntese do glicognio ena inibio de sua de sua degradao.


Gli i l d


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O fgado sensvel concentrao da glicose no sangue - capta ou libera glicosecorrespondentemente.

A glicose liga-se glicognio fosfatase a no fgado e a inibe, levando dissociao e ativao da protena fosfatase 1 (PP1) da glicognio fosforilase a.A PP1 livre desfosforila a glicognio fosforilase e a glicognio sintase b,conduzindo inativao da degradao do glicognio e ativao da sntesedeste.


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