Regulação das Principais Vias Metabólicas

Bioquímica
Regulação das Principais Vias
Metabólicas
Estratégias de Regulação do
Metabolismo
• Flutuações do Metabolismo:
• Nutrientes : Escassez x Abundância
Composição
Mais de um destino metabólico
Ex: Glicose
• Cada via apresenta uma velocidade (intensidade) diferente
• Regulação Metabólica:
• Conjunto de processos
Interferência direta nas reações químicas que compõem
o metabolismo através de variações na velocidade.
Concentração e Eficiência do
Catalisador
Alteração da Concentração de Enzimas
Regulação a longo prazo
Variação da concentração:
Controle da síntese ou degradação
Oferta de substratos para a via
Alteração da Atividade das Enzimas
• Concentração de substratos e coenzimas
• Alterações conformacionais da enzima
•  Ligação não-covalente – Regulação Alostérica
•  Ligação covalente – Regulação por Modificação Covalente
Enzimas Reguladoras
Regulação Alostérica
• Proteínas Oligoméricas
• Cooperatividade (Gráfico)
• Efetuadores Alostéricos:
Ligam-se ao sítio alostérico
Positivos (ativadores)
Negativos (inibidores)
 Conformações espaciais diferentes
 Ligação não-covalente e reversível
Depende da concentração do efetuador
Regulação Alostérica
Regulação por Modificação
Covalente
Alta mudança na conformação
Mudança na afinidade pelo substrato
Sensibilidade aos Efetuadores Alostéricos
Modificação não definitiva
Fosforilação da cadeia polipeptídica:
Glucagon
• Peptídeo formado por 29 aminoácidos
• O Principal estímulo para sua liberação é a
hipoglicemia.Seus efeitos metabólicos são degradativos,
incidindo sobre o glicogênio,lipídios e proteína, em
especial no fígado e no tecido adiposo
• No fígado o glucagon quebra o glicogênio em
consequência disso a glicose liberada é
transportada para a corrente
sanguínea,estabilizando assim a taxa de glicose
• No Tecido adiposo o glucagon estimula a lipólise
• Esse hormônio provoca efeitos metabólicos
ativando a proteína quinase dependente de
AMP e alterando a transição gênica
Insulina
• Dipeptídeo formado por 51 aminoácidos organizados em
duas cadeias poli-peptídicas ligadas por pontes de
dissulfeto
• A Insulina é uma resposta à hipoglicemia esta
atua principalmente nos músculos
• Possui papel oposto ao do glucagon,ou seja ,
sua liberação na corrente sanguínea faz com
que a taxa de glicose que estava alta se
estabilize
• As pessoas portadoras de diabetes do tipo
1,tem deficiência de insulina, oque acarreta
elevação nas taxas de glicose
Regulação do metabolismo
do Glicogênio
Fig.1-Cascata enzimática de ativação da degradação do glicogênio muscular,
desencadeada por estímulo hormonal ou nervoso. As formas ativas das enzimas
são as fosforiladas. No fígado a degradação processa-se de forma análoga, mas
principalmente sob influência do Glucagon
Regulação da Síntese
•cAMP e Ca+2 estimulam a degradação e inibem a síntese do glicogênio
Fig.2-Cascata enzimática de inibição da síntese de glicogênio muscular.
A Inativação da Glicogênio sintase é acionada pelos mesmos estímulos
(Hormonal e Nervoso)que provocam a ativação da Glicogenólise.Estão
incluidas apenas três das diversas quinases que parecem ser responsáveis
pela fosforilação da sintase
Fig.3-Esquema Resumindo a ativação da degradação e a inibição da
síntese do glicogênio muscular por adrenalina e estímulo nervoso
A insulina promove a síntese
do glicogênio
Fig.4-Esquema mostrando a desfosforilação de enzimas pela fosfoproteína
fosfatase 1 e a conseqüente inibição da degradação e ativação de glicogênio,
determinadas por insulina
Regulação da glicólise e
gliconeogênese
Tab.1-Regulação diferencial da glicólise e
gliconeogênese
A fosforilação da glicose é o
primeiro sítio de controle da
glicólise
Fig.5-Regulação da interconversão de frutose 6-fosfato e frutose 1,6-bifosfato.As atividades de
fosfofrutoquinase 2 e de frutose 2,6-bifosfatase-presentes em uma mesma enzima bi funcional a
concentração da frutose 2,6-bifosfato,o mais potente efetuador alostérico desta etapa. No esquema ,
as setas contínuas representam reações químicas , as setas interrompidas , indicam regulações
alostéricas, Positivas(+) ou Negativas (-), e a seta dupla refere-se à regulação hormonal
A fosfofrutoquinase é o principal
sítio de regulação da glicólise
Fig.6-Regulação da interconversão de frutose 6-fosfato e frutose 1,6-bifosfato.
As atividades de fosfofrutoquinase 2 e de frutose 2,6-bifosfatase-presentes em
uma mesma enzima bi funcional a concentração da frutose
2,6-bifosfato,o mais potente efetuador alostérico desta etapa. No esquema ,
as setas contínuas representam reações químicas , as setas interrompidas ,
indicam regulações alostéricas, Positivas(+) ou Negativas (-), e a seta dupla
refere-se à regulação hormonal
A piruvato quinase é
estimulada por frutose 1,6bisfosfato
Fig.7-Regulação da piruvato quinase por ação hormonal (Seta dupla) e
alostérica(Setas Interrompidas). Quando há inibição da enzima , o
fosfoenolpiruvato, seu substrato regula sua própria produção por inibir
a formação de frutose 2,6-bisfosfato, o principal ativador da fosfofrutoquinase
Regulação da Via das
Pentoses-fosfato
Regulação do complexo piruvato desidrogenase
Fig.8-Regulação do complexo piruvato desidrogenase. A Interconversão da
forma ativa e inativa do complexo depende da ação da insulina (seta dupla)
e da ação de efetuadores alostéricos (Seta Interrompida): A primeira leva a
ativação do complexo , a segunda à sua inativação
Regulação do Ciclo de Krebs
Fig.9-Principais regulações alostéricas do ciclo de Krebs (Setas Interrompidas)
Regulação da cadeia de
transporte de elétrons
ADP +
Pi
[ADP] + [ATP]
ATPsintase

= CONSTANTE
ATP
Regulação Integrada das vias
Metabólicas
• É a resposta do organismo a duas situações
distintas- abundancia e escassez de nutrientes
Regulação Integrada de
Carbohidratos
• O Principal carboidrato para o organismo é a
•
glicose, a qual serve de combustível nos
tecidos dos mamíferos e de combustível
universal para o feto.
Existem algumas doenças relacionadas ao
metabolismo dos carboidratos, como o Diabetes
mellitus, a galactosemia, as doenças do
armazenamento do glicogênio e a intolerância
ao leite.
Síntese de Glicogênio no
Músculo
Diabetes Mellitus
• Diabetes mellitus tipo 1
•
Este tipo de diabetes se conhecia como diabetes
mellitus insulino-dependente ou diabetes infantil.
Nela, o corpo produz pouca ou nenhuma
insulina.
Diabetes mellitus tipo 2
Parece haver uma diminuição na resposta dos
receptores de glicose presentes no tecido
periférico à insulina, levando ao fenômeno de
[resistência à insulina].
FIM
Muito Obrigado pela atenção...