Carola Bruna Jofr

Universidad de ConcepcinFacultad de Ciencias BiolgicasDepartamento de Bioqumica y Biologa Molecular

Metabolismo del glucgeno

Glucosa 6-fosfatoGlucosa 1-fosfato

AlmidnSacarosa

Va de las pentosas

Fructosa 6-fosfato

Piruvato

Ciclo de Krebs

Dihidroxiacetona-P+

Gliceraldehido 3-P

FotosntesisFosforilacin oxidativa

Pared celular

Gluconeognesis Gliclisis

Vas anablicasVas catablicas

Sntesis de azcares en plantas

G3P(Ciclo de Calvin)

Sacarosa CITOPLASMATejido

vascularAlmidn CLOROPLASTO

Diet

Glucgenolisis Gluconeogonesis

Glucogenognesis(Almacenamiento)

Va de lasPentosas

(Oxidacin)

Gliclisis(Oxidacin)

Ciclo de Krebs

Fosforilacin oxidativa

ANAB

OLI

SMO

CATA

BOLI

SMO

La sntesis y degradacin de glucgeno regula el nivel de glucosa sanguneo y proveen de una reserva de glucosa para la actividad muscular extenuante

Principalmente en hgado y msculo esqueltico

Ambos procesos se llevan a cabo mediante diferentes vas y estn controlado hormonalmente por epinefrina, glucagn e insulina

Existen una serie de enfermedades metablicas que resultan de deficiencias en el metabolismo y almacenamiento del glucgeno

Glucgenolisis

Glucgeno fosforilasa: remocin secuencial de unidades de glucosa de una cadena lineal (hasta 4 residuos de un punto de ramificacin)Energticamente favorable, ya que la glucosa liberada est fosforilada

-1,6 glucosidasa o enzima deramificante: clivaje de enlaces -1,6

La actividad transferasa y -1,6 glucosidasa estn presentes en la misma cadena polipeptdica

Fosfoglucomutasa convierte a la G1P en G6P

Es una enzima glicoltica (2PG, 3PG, 1,3BPG)

Glucosa 6-P puede entrar a las diferentes vas del metabolismo de carbohidratos de acuerdo a las necesidades de la clula

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ChemoNotaGlucogeno del higado regula la cantidad de glucogeno en la sangre, y el muscular sirve para obtencin de energa en procesos anaerbicos.

Glucogenognesis

La glucosa debe ser activada mediante esterificacin con UDP por la enzima UDP-glucosa pirofosforilasa

La reaccin es reversible, pero se hace irreversible por la hidrlisis inmediata de pirofosfato (PPi) a ortofosfato (2Pi)

Reaccin neta:

G6P + ATP + glucgenon + H2O glucgenon+1 +ADP + 2Pi

La glicgeno sintasa la transferencia de glucosa desde UDP-glucosa a la cadena en crecimiento

UDP es desplazada por el hidroxilo terminal de la molcula de glucgeno, formndose un enlace -1,4

La glicgeno sintasa slo aade residuos si la cadena contiene ms de 4 residuos, por lo tanto se requiere un partidor, el cual es provisto por glicogenina

Una enzima ramificante cataliza la formacin de enlaces -1,6

Las ramificaciones se crean por clivaje de un enlace -1,4 y posterior formacin de un enlace -1,6

Para ello un bloque de 7 residuos, proveniente de una cadena de al menos 11 residuos, es transferido a un sitio ms interno

La nueva ramificacin debe ubicarse al menos a 4 residuos de las ramificaciones ya presentes

Las ramificaciones aumentan el nmero de residuos terminales, incrementando la tasa de sntesis y degradacin del glucgeno, adems de su solubilidad

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Ser-OH Ser-O-PO3-2

+ ATP + ADP + H+

Fosforilasa bINACTIVA

Fosforilasa aACTIVA

Protenafosfatasa 1

Fosforilasaquinasa

Ser-OH Ser-O-PO3-2

+ ATP + ADP + H+

Glucgeno sintasa aACTIVA

Glucgeno sintasa bINACTIVA

[Glucosa]

Glucagn

Activacin de quinasa:Fosforilacin de la enzima

InactivacinGlucgeno

sintasa

Activacin Glucgeno fosforilasa

Protenafosfatasa 1

Protenaquinasa A

[Glucosa]

Insulina

Activacin de fosfatasa:Defosforilacin de la enzima

Activacin Glucgeno

sintasa

InactivacinGlucgeno fosforilasa

Regulacin: hormonal y alosterismo

EstadoR

Estado T

Inhibidor alostrico

Activador alostrico

Epinefrina y glucagn favorecen la degradacin de glucgeno a travs de una cascada de sealizacin del AMP cclico

INACTIVA ACTIVAACTIVA INACTIVA

La misma seal activa la degradacin de glucgeno e inhibe la sntesis, favoreciendo un aumento de la concentracin de glucosa La cascada va glucagn es similar, pero se utiliza un receptor acoplado a protena G

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Insulina favorece la sntesis de glucgeno a travs de una cascada de sealizacin del receptor Tyr quinasa

La misma seal activa la sntesis de glucgeno e inhibe la degradacin, favoreciendo una disminucin de la concentracin de glucosa y revirtiendo el efecto de epinefrina y glucagn

Msculo

El glucgeno del msculo esqueltico tiene como objetivo suministrar glucosa para que sea degradada para obtener ATP para la actividad muscular

Regulacin hormonal:Respuesta a epinefrina liberada desde la mdula adrenal por estmulo del SNC que pasa fosforilasa b a fosforilasa a y glicgeno sintasa a a la b

Regulacin alostrica:Para responder a condiciones celulares de baja carga energtica de manera independiente de la respuesta hormonalFosforilasa b es activa slo a altas [AMP] (activador alostrico)ATP y glucosa 6-P actan como inhibidores alostricos

Por lo tanto, en msculo en reposo fosforilasa b es inactiva por los altos niveles de ATP y G6P. Durante el ejercicio, el elevado nivel de AMP produce la activacin de la fosforilasa b y la liberacin de epinefrina resulta en la generacin de la forma activa fosforilasa a

La ausencia de glucosa 6-fosfatasa asegura que la G6P permanezca en la clula para generar energa

Hgado

El glucgeno heptico se utiliza para regular el nivel de glucosa en la sangre, de modo que est disponible para otros tejidos (incluyendo el msculo esqueltico)

Regulacin hormonal:Responde a glucagn sintetizada por las clulas del pncreas en respuesta a hipoglicemia que pasa fosforilasa b a fosforilasa a y glicgeno sintasa a a la b, produciendo un aumento de la concentracin de glucosa

Responde a insulina secretada por las clulas del pncreas en respuesta a hiperglicemia que pasa fosforilasa a a fosforilasa b y glicgeno sintasa b a la a, produciendo un disminucin de la concentracin de glucosa

Tambin responde a epinefrina

Regulacin alostrica:Como su funcin no es proveer energa, sino que regular la concentracin de glucosa, la fosforilasa responde a glucosa

AMP no activa a la glucgeno fosforilasa bLa glucosa inhibe a la glucgeno fosforilasa a

Recordar que glucagn adems:

Inhibe a la piruvato quinasa (enzima 10 de la gliclisis)

Activa a al dominio FBPasa de PFK2, estimulando el paso de F2,6BP a F6P

F2,6BP activa a la PFK1 (enzima 3 de la gliclisis)F2,6BP inhibe a Fructosa 1,6 bifosfato (enzima 9 de la gluconeognesis)

Ambos efectos se pierden

Por lo tanto, glucagn aumenta la concentracin de la glucosa sangunea:- Estimulando directamente la glucgenolisis- Inhibiendo directamente la sntesis de glucgeno- Inhibiendo directa e indirectamente la gliclisis- Estimulando indirectamente la gluconeognesis

Insulina tiene efectos inversos

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