metabolismo do glicogênio - Odontologia Sorocaba 2016

METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Glicogênio: reserva da GLICOSE
Encontrado no citoplasma das células hepáticas e
musculares (principalmente) sob forma de grânulos
Glicogênio: Uma cadeia
principal com unidades de
glicose em ligação - 1,4.
A cada 8 a 10 resíduos da
cadeia principal, ocorrem
ramificações com ligação
glicosídica - 1,6.
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
CH 2OH
CH 2OH
O
H
H
OH
H
H
OH
H
O
OH
CH 2OH
H
H
OH
H
H
OH
H
H
OH
CH 2OH
O
H
OH
O
H
OH
H
H
O
O
H
OH
H
H
OH
H
O
ligação - 1,6
H
glycogen
1
O
6 CH 2
H 5
H
4 OH
3
H
CH 2OH
O
H
2
OH
H
H
1
O
CH 2OH
O
H
4 OH
H
H
H
H
O
OH
ligação - 1,4
O
H
OH
H
H
OH
H
OH
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
• O corpo obtém glicose através da dieta ou da via da
gliconeogênese.
•A glicose obtida a partir destas duas fontes permanece
solúvel nos fluidos do corpo.
•A glicose é metabolizada dentro da célula para obtenção
de Energia.
•Quando está em excesso, é estocada na forma
polimérica denominada glicogênio.
•O Glicogênio é estocado principalmente no fígado e no
músculo
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
• O fígado tem a maior concentração específica de
glicogênio (cerca de 10% do peso)
• O músculo tem menor quantidade de glicogênio por
unidade de massa de tecido em relação ao fígado.
•Porém, considerando-se que a massa do músculo é
muito maior do que a do fígado, o glicogênio total do
músculo é cerca de duas vezes maior que o
glicogênio total do fígado.
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
•O glicogênio do fígado é uma fonte de energia
oxidável (glicose) para todas as células do organismo.
• O glicogênio muscular não é disponível para outros
tecidos, uma vez que o músculo não possui a enzima
glicose 6-fosfatase.
• O principal local de consumo de glicose diário (75%)
é o cérebro através da via aeróbica. A maior parte da
energia restante é utilizada por eritrócitos, músculo
esquelético e cardíaco
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Degradação do glicogênio produz glicose 1-fosfato
A degradação do glicogênio consiste na remoção sucessiva de
resíduos de glicose a partir das extremidades não redutoras
-Ocorre quebra da ligação (1,4), por reação com fosfato,
liberando 1 resíduo de glicose 1-fosfato
-Enzima glicogênio fosforilase
Pi
+ glicogênio
Glicogênio
fosforilase
Glicogênio
glicose 1-fosfato
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Catabolismo do Glicogênio (degradação):
Glicogênio Fosforilase catalisa a fosforólise da ligação  (14)
liberando glicose-1-fosfato
glicogênio(n resíduos) + Pi 
glicogênio (n–1 resíduos) + glicose-1-fosfato
CH 2OH
H
O
H
OH
H
H
OH
OH
H
OPO32
glucose-1-phosphate
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Enzimas de desramificação
Quebram as ligações glicosídicas (16) nos pontos de
ramificação (-1,6-glicosidase)
CH 2OH
CH 2OH
O
H
H
OH
H
H
OH
H
O
OH
CH 2OH
H
H
OH
H
H
OH
H
H
OH
CH 2OH
O
H
OH
O
H
OH
H
H
O
O
H
OH
H
H
OH
H
H
O
4
glycogen
H
1
O
6 CH 2
5
H
OH
3
H
CH 2OH
O
H
2
OH
H
H
1
O
CH 2OH
O
H
4 OH
H
H
H
H
O
OH
O
H
OH
H
H
OH
H
OH
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Conversão de Glicose-1-fosfato a Glicose-6-fosfato
Enzima Fosfoglicomutase
glicose-1-fosfato  glicose-6-fosfato
Enzyme-Ser-OPO32
CH2OPO32
CH2OH
H
O
H
OH
H
OH
H
Enzyme-Ser-OPO32
Enzyme-Ser-OH
H
OPO32
OH
glucose-1-phosphate
H
O
H
OH
H
OH
H
OH
CH2OPO32
H
OPO32
H
O
H
OH
H
H
OH
OH
H
OH
glucose-6-phosphate
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Glicose 6-fosfatase.
glicose-6-fosfato + H2O
glicose + Pi
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
No Fígado a Glicose-6-fosfato, pela ação da enzima
glicose-6-fosfatase faz com que a Glicose seja liberada
para o sangue
glicose-6-fosfato + H2O  glicose + Pi
Liberação de glicose hepática:
-Atividade muscular, intervalo entre as refeições
-Importância: manutenção da glicemia
-Captação: cérebro e músculo esquelético
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
No Músculo não há glicose-6-fosfatase
A Glicose-6-fosfato vai para a via glicolítica para
produzir piruvato, NADH e ATP (em anaerobiose)
Em aerobiose, o piruvato vai para o Ciclo de Krebs
(via Acetil-CoA)
A Glicose liberada para o sangue pelo fígado é
absorvida pelas células e vai para a via glicolítica e
ciclo de Krebs
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Degradação do Glicogênio
GLICOGÊNIO
GLICOGÊNIO
FOSFORILASE
GLICOSE-1-P
FOSFOGLICOMUTASE
GLICOSE-6-P
(Fígado)
(Músculo)
GLICOSE
GLICÓLISE
(sangue)
Mantém a glicemia
Fornece ATP
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Glicogenólise muscular
No músculo esquelético a finalidade da glicólise é a produção de ATP
Nas cél. musculares a mobilização do glicogênio para fornecer energia é
realizada pela glicogênio fosforilase (enzima responsável pela glicogenólise).
Esta enzima converte o glicogênio em glicose-1fosfato
Apresenta-se sob 2 formas:
Fosforilase b quinase
P P
Fosforilase a fosfatase
Glicogênio fosforilase a
ativa
Glicogênio fosforilase b
inativa
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
A velocidade de quebra do glicogênio muscular depende da relação entre
fosforilase a e b, que é ajustada pela ação da epinefrina.
A epinefrina é liberada quando o organismo necessita de ATP para a contração
muscular. Quando a epinefrina liga-se ao seu receptor na membrana da célula
muscular ela ativa a fosforilase b quinase deslocando o equilíbrio na direção da
formação da fosforilase a.
+
EPINEFRINA
Fosforilase b quinase
P P
Fosforilase a fosfatase
Glicogênio fosforilase a
ativa
Glicogênio fosforilase b
inativa
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Quando a liberação de epinefrina cessa, a fosforilase b
quinase diminui sua atividade.
A glicogênio fosforilase é ativada para fornecer glicose 1fosfato que será lançada para a via glicolítica
O cálcio (sinalizador de contração muscular) também
controla a glicogênio fosforilase, ativando a fosforilase b
quinase.
O AMP formado no músculo durante a contração muscular
ativa a fosforilase b quinase, intensificando a degradação
do glicogênio.
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Síntese do Glicogênio
Consiste na repetida adição de resíduos de glicose à molécula
de glicogênio.
A molécula de glicose incorporada deve estar ligada ao
nucleotídeo uracila, constituindo a uridina difosfato glicose
(UDP-G)
A Fosfoglicomutase também atua para que a glicose-6-P
originada na gliconeogênese seja convertida em glicose1-P para a síntese de Glicogênio.
Isso ocorre quando há excesso de ATP
glicose-6-fosfato  glicose-1-fosfato
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
A UDP-glicose é sintetizada a partir da glicose 1-fosfato e
uridina trifosfato catalisada pela glicose 1-fosfato uridil
transferase
hexoquinase
Glicose + ATP
Glicose 6 fosfato + ADP + H+
fosfoglicomutase
Glicose 6-fosfato
Glicose 1-fosfato
Consumo de 1ATP
1-fosfato uridil transferase
Glicose 1-fosfato + UTP
UDP-G + PP
1-fosfato uridil transferase
+
o P
Glicose 1-fosfato
P
P
P
uridina
uridina trifosfato
o P
P
uridina
+
UDP glicose
P
P
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Para a síntese do glicogênio, a glicose que
entra na célula deve ser convertida em
glicose
6-fosfato
(hexoquinase)
com
consumo de 1 ATP.
A enzima fosfoglicomutase converte glicose
6-fosfato a glicose 1-fosfato.
A enzima 1-fosfato uridil transferase
catalisa a formação de uridina difosfato
glicose, a partir de glicose 1-fosfato e UTP
(uridina trifosfato).
Nesta forma, a glicose está pronta para ser
incorporada na molécula de glicogênio. A
enzima que catalisa esta reação é a
glicogênio sintase.
A UDP é regenerada a UTP com consumo de
1ATP. Portanto a síntese do glicogênio
consome 2 ATPs por molécula de glicose.
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
O
Glicose-1-fosfato
uridil transferase
UDP-Glucose Pyrophosphorylase
CH2OH
HN
O
H
H
OH
H
O
H
H
O
P
O
OH
O
O
OH

+
O

O
P
O
O
P

O
O

O
CH2OH
H
OH
HN
H
O
H
O
OH
H
OH
O
P
O
O
O
O

UDP-glucose
P
O
O
CH2

N
O
H
H
OH
H
OH
H
CH2

UTP
PPi
O
P
O
glucose-1-phosphate
H
O
O
N
O
H
H
OH
H
OH
H
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
A uridina difosfato glicose (UDP-glicose) é o precursor
para a síntese de glicogênio
O
CH2OH
HN
O
H
H
OH
H
O
H
O
OH
H
OH
UDP-glucose
P
O
O
O
O
P
O
CH2
O
N
O
H
H
OH
H
OH
H
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
A glicogênio-sintase catalisa apenas a síntese de ligações
(1,4)
As ramificações são feitas pela enzima ramificadora que
transfere uma pequena cadeia de 6 ou 7 resíduos de
glicose da extremidade para uma parte mais interna da
molécula.
Enzima ramificadora
 (1,6)
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
UDP-glicose
Glicogênio Sintase
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Uma enzima de ramificação se encarrega de fazer as
ligações (16)
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO
Síntese do Glicogênio
GLICOSE-6-P
GLICOSE-1-P
UDP-GLICOSE
GLICOGÊNIO
SINTASE
GLICOGÊNIO
METABOLISMO DO GLICOGÊNIO