glicose-1-Fosfato

GlicogênioGlicogenóliseGlicogêneseGlicose-6-fosfatoGlicóliseGliconeogêneseLactato

Glicogênio: : polissacarídeo de reserva nas células animaishepatócito

Glicogênio• Principal polissacarídeo de reserva das células animais. É encontradoem todas as células mas é abundante no fígado e músculoesquelético onde ocorre como grânulos (agregados) citoplasmáticos.• Como a amilopectina é um polímero de glicose com ramificação.• Os resíduos de glicose estão ligados por ligaçõesα-1,4 e ramificações α-1,6• Fígado (pode constituir cerca de 10 % peso úmido) e músculoesquelético (1-2% peso úmido)• Como as reservas são pequenas a ingestão deve ser próxima da taxade utilização diária• Regula níveis de glicose no sangue e reserva de glicosepara atividade muscular intensa

Glicogênio é estocado no músculo e fígadopor razões diferentes• Fígado – manutenção da glicemia• Músculo – produção de ATP• No homem, o glicogênio armazenado duraentre 12 e 24 h durante o jejum, dependendode o indivíduo estar confinado ou correndoloucamente

Degradação do glicogênio: glicogenólise• Glicogênio hepático: é degradadoproduzindo glicose para manter a glicemia• Glicogênio muscular : é degradado paraproduzir energia para a própria fibramuscular em contração intensa

O exercício físico mobiliza glicogêniomuscular para formação de ATP• Fibras musculares vermelhas têm umfluxo sanguineo rico. Têm muitamitocôndria e mioglobina.• Glicogênio→ CO 2 + H 2 O• Fibras brancas têm menos mioglobina emenos mitocôndrias.• Glicogênio → Lactato• Exemplo: peito e perna de galinha• A maioria dos músculos esqueléticos docorpo humano é uma mistura de fibrasvermelhas e brancas- permite contraçãorápida e sustentada.

A glicogênio fosforilase inicia a glicogenólise por remoção de resíduos do terminalnão-redutor(Fosforólise do glicogênio)Na fosforólise do glicogênio, o Pi é usado para clivar ligações α-1,4,Gerando glicose 1-fosfato

A fosforólise pode ser comparada a hidróliseHidrólise: ROOR' + HOH ROOH + R’OHFosforólise: R-O-R' + HO-PO 32- R-OH + R'-O-PO 32-

Glicogênio-fosforilase de músculo de coelho

Cofator, derivado da vitamina B6. Na fosforilase o grupo fosfatoparticipa da catálise atuando como catalisador ácido-base geral

1- Formação do complexoTernário E + Pi + glicogênio

2- Formação o oxôniointermediárioEnvolvendo catálise ácida peloPi facilitada pela transferência deProtons do PLP

Glicose 1-Fosfato

Enzyme-Ser-OPO 32−Enzyme-Ser-OHEnzyme-Ser-OPO 32−CH 2 OHHHOHOHHOHOHglicose-1-fosfatoH HO HH OHHOH HOH HOPO 32−2−2−CH 2 OPO 3 CH 2 OPO 3OHH OHOPO 32−OHHglicose-6-fosfatoOHHOHFosfoglicomutase catalisa a reação reversível::glicose-1-Fosfato glucose-6-fosfatoUm grupo serine OH do sítio ativo doa e recebe o PiO bifosfato não é liberado.A fosfoglicerato mutase tem um mecanismo similar masutiliza His para a transferência do grupo fosfato.

(Glicose)n + Pi → ( Glicose) n-1 + Glicose-1-PiGlicogênio fosforilaseGlicose-1-Pi → Glicose-6-PiFosfoglicomutaseNo fígadoGlicose-6-Pi + H 2 O → Glicose + PiGlicose-6-fosfatase

Uma enzima cortadora de ramos é necessária para aglicogenólise4 resíduos antes da ramificação aGlicogênio fosforilase para.Entra a desramificadora

Glicogenólise e o destino do glicogênio degradado no fígado e tecidos periféricos

A Síntese do GlicogênioRepetidas adições de glicose às extremidades de um núcleo deglicogênio

degradaçãosíntese

Glicogênese

A primeira reação é a da glicoquinase no fígado ou hexoquinaseem tecidos periféricos

Fosfoglicomutase transforma glicose 6-fosfato emglicose 1-fosfatoGlicose 6-fosfato →glicose 1-fosfatoEnzyme-Ser-OPO 32−Enzyme-Ser-OHEnzyme-Ser-OPO 32−CH 2 OHHOHOH HOHHOHglicose-1-fosfatoH HO HH OHHOH HOH HOPO 32−2−2−CH 2 OPO 3 CH 2 OPO 3OHH OHOPO 32−OHHglicose-6-fosfatoOHHOH

A energia de hidrólise do PPié utilizada para promover areação, torná-la exergônica

HOHCH 2 OHOHOHHH OO POHHglucose-1-phosphateUDP-Glucose PyrophosphorylaseO −+− OO OP O PO −O − O −PP iOOOP OO −UTPOHNO NCH 2OH HHOHHOHCH 2 OHHNHHOHOHHOOONOHHOHOPO −OPO −OCH 2HOHUDP-glucoseHOHHOH

O papel dos nucleotídeos ligados a açúcar foi descoberto por LuisLeloir (1906-1987)A hidrólise do PPi éBastante exergônica (-33.5 KJ. Mol -1 )Dirigindo a reação

A glicogênio sintase transfere o resíduo glicosil ativado de UDP-glicose para o C4 deum resíduo da cadeia de glicogênio em crescimento para formar nova ligaçãoglicosídica do grupo hidroxila do C1 do açúcar ativado

O UDP formado e convertido devolta a UTP pelanucleosídeo difosfato quinaseUDP + ATPUTP + ADP

• A glicogênio sintetasenão forma as reaçõesglicosídicas α-1,6• Uma vez formada umacadeia com pelo menos11 resíduos, uma enzimaramificadora remove umbloco de cerca de 7resíduos e transfere paraa outra cadeia paraproduzir ligação α-1,6Enzima ramificadora 1,4- α-glucano

A extremidade redutora da glicose (C1) ésempre adicionada a uma extremidade nãoredutora(C4)• Cada molécula de glicogênio deveria teruma extremidade redutora mergulhadadentro do seu núcleo.• Não tem extremidade redutora livre pq oúnico aldeído potencialmente livre é ligadocovalentemente a uma proteína chamadaglicogenina

Glicogenina é necessária para a síntese deGlicogênio• Um iniciador ou “primer” é necessário para a síntese do glicogênio.• O próprio glicogênio é o iniciador, uma vez que a síntese do glicogênioadiciona unidades glicosil a noléculas “núcleo”de glicogênio que estãoquase que invariavelmente presentes em células.• Glicogenina- um polipeptídeo de 332 aminoácidos funciona comoiniciador.• Glicogenina é uma enzima que se auto-glicosila. Ela forma uma cadeia deresíduos glicosil nela mesma com ligações α-1,4.

SÍNTESE DO GLICOGÊNIO

Balanço para a síntese do glicogênio(Glicose) n + glicose + 2 ATP + H 2 O → (Glicose) n+1 +2 ADP + 2 Pi + 2H+

Regulação da Glicogênio FosforilaseRegulada AlostéricamenteModificação CovalenteHormonal

Regulação por modificação covalentePredomina no músculo em repousoAdrenalina- músculoGlucagon- fígadoGlicogênio fosforilase

Regulação alostéricaAtivada alostericamente porAMP, contracões vigorosasQuando o nível de ATP aumenta,o ATP bloqueia o sítio alostéricoinativando a fosforilaseInsensível a regulaçãoalostérica

• A fosforilase fosfataseremove o fosfato dafosforilase aRetorno ao repouso

A fosforilase do glicogênio é umsensor do nível glicose no fígadoQuando a glicemia está normal,A glicose entra no fígado e se ligaa sítios alostéricos na fosforilase aIsso provoca uma mudança conformacionalQue expõe as Ser fosforiladas a ação dafosfatase

Regulação da Glicogênio SintetaseinsulinaGlucagon(fígado)ativa aadrenalina(músculo)

Doenças do glicogênioou Glicogenoses• Erros metabólicos determinadospor deficiências enzimáticas querepercutem na síntese oudegradação do glicogênio.

Doenças do Metabolismo deGlicogênio: von GierkeDeficiência de glicose-6-fosfatase-Há acumulo de glicogênio estruturalmente conservado no fígado eno rim- Hipoglicemia de jejum, fraqueza-Tratamento:Inibir absorção de glicose hepáticaAlimentação intragástrica contínuaTransplante hepático

Doenças do Metabolismo de Glicogênio: CoriDeficiência de enzima desramificadora (amilo - 1,6 - glicosidase)- Há acumulo de glicogênio com cadeias curtas no fígado e músculo- Hipoglicemia, fraqueza muscular-Menor gravidade que von Gierke (fosforólise e neoglicogênese conservadas)-Tratamento:Alimentação freqüente, rica em proteínas

Doenças do Metabolismo de Glicogênio: Andersen-Deficiência de enzima ramificadora- Sintomas muito severos de disfunção hepática na infância-Acúmulo de glicogênio anormal no fígado, em forma de “agulhas”- Tratamento: transplante hepático

Doenças do Metabolismo de Glicogênio: McArdle- Deficiência de glicogênio fosforilase muscular- Cãibras musculares dolorosas durante esforço físico intenso e inicial-Recuperação após vasodilatação, que aumenta oferta de glicose elipídeos- Tratamento: Evitar exercícios vigorosas