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Glicogênese, Glicogenólise e Gliconeogênese
Profa. Alessandra Barone
www.profbio.com.br
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Polissacarídeo de reserva animal
Constituído por moléculas de α-D-glicoseligadas entre si por ligações glicosídicas 1,4 no alongamento das cadeias e 1,6 nas ramificações
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Produção de glicogênio
Produzidos pelo fígado (5% do seu peso em glicogênio ) e músculo (1% do seu peso em glicogênio)
Formados a partir de um resíduo de glicogênio existentes na célula
Primer : enzima glicogenina associada a 4 moléculas de glicose existente na célula
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hepática
G6P G1P: catalisada pela fosfoglicomutase
G1P + UTP = UDPG +PPi – reação catalisada pela enzima UDPG-pirofosforilase
UDPG – composto ativo pronto para ligar ao glicogênio de partida através da enzima glicogênio sintetase (ou glicosiltransferase)
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Incorporação da UDPG na extremidade não redutora por ligações do tipo 1-4
Liberação de UDP
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Alongamento de 6 a 11 moléculas – composto estável
Ramificação pela enzima ramificadora com formação de ligações 1,6- glicosil
Polissacarídeo com alto grau de ramificação.
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Insulina
> ATP > G sintase
> glicose
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Ação de três enzimas: G-fosforilase, transferase e enzima desramificadora
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G-fosforilase: (marca-passo) promove a quebra de ligações glicosídicas 1,4 pela adição de fosfato inorgânico nos resíduos de glicose das extremidades até sobrarem 4 resíduos.
Transferase: transfere três resíduos para uma cadeia vizinha
Desramificadora: enzima que promove a retirada da última glicose por quebra da ligação 1,6
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< ATP
< glicose
< insulina > glicogenólise
> adrenalina
> glucagon
< G-6-P
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Regulação da glicemia exercida pelo fígado
Fígado produz a enzima glicose -6 –fosfataseque converte glicose-6-fosfato (insolúvel) em glicose (solúvel)
A glicose é liberada dos hepatócitos para a corrente sanguínea, regulando desta forma a glicemia.
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Síntese da molécula de glicose à partir de outros precursores não glucídicos
Inversão da via glicolítica
◦ Lactato: convertido à piruvato através da LDH
◦ Glicerol: participa do metabolismo dos lipídeos
◦ Alanina: convertida à piruvato através da ALT
Enzima marca-passo: F1,6 DPase
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Ocorre quando houver deficiência no suprimento de glicose pela dieta ou por deficiência na absorção celular.
Importante para células que precisam continuamente de glicose, como os eritrócitos e neurônios
Realizada principalmente no tecido hepático
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Alanina A.Ceto glutarato Piruvato Glutamato
COOH COOH COOH COOH
H-C-NH2 C=O ALT C=O H-C-NH2
PAL - PAM
CH3 CH2 CH3 CH2
CH2 CH2
COOH COOH
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Ciclo de Cori
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Piruvato fosfoenolpiruvato
◦ O piruvato não pode ser convertido diretamente à fosfoenolpiruvato
◦ Carboxilação do piruvato à oxaloacetato através da enzima piruvato carboxilase ( e coenzima biotina) com consumo de um ATP
◦ Oxaloacetato não é permeável á membrana mitocondrial.
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◦ Oxaloacetato é convertido à malato com consumo um NADH podendo desta forma, sair da mitocôndria para o citoplasma.
◦ No citoplasma, malato é convertido à oxaloacetato pela malato desidrogenase e esse a fosfoenolpiruvato pela fosfoenolpiruvatocarboxiquinase, com liberação de CO2 e utilização de um GTP.
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piruvato
oxaloacetatomalato
acetilCoACO2ATP
2(H)
oxaloacetato fosfoenolpiruvato
2(H)
CO2
ATP
citoplasma
mitocôndria
malato
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◦ Na carência de NAD+ citoplasmático (típico da glicose anaeróbica) o oxalacetato mitocondrial é convertido diretamente a fosfoenol-piruvato pela ação da enzima fosfoenol-piruvato-carboxiquinase mitocondrial e liberado para o citoplasma
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Piruvato
malato
oxaloacetato
fosfoenolpiruvato
GlicoseCITOPLASMA
GLICOSE
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Frutose 1,6 difosfato Frutose 6P + Pi
Reação catalisada pela enzima F1,6 Difosfatase, ativa no fígado e rim
Glicose-6-fosfato glicose + Pi
Reação catalisada pela G-6-fosfatase, ativa no fígado e rim
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Enzima marca-passo: frutose 1,6 difosfatase
Glucagon: ativa a enzima marca passo
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Acionada quando existir excedente de glicose
Via anaeróbica alternativa na utilização de glicose
Fonte de produção de NADPH para biossíntese de AG , colesterol e derivados de colesterol
Fonte de produção das pentoses para síntese de nucleotídeos
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Não produz ATP
Ocorre principalmente no citoplasma dos hepatócitos, tecido adiposo e hemácias.
Dividida em fase oxidativa e não -oxidativa
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Produção de 2 NADPH que não aciona cadeia respiratória.
Conversão de uma glicose em uma pentose com liberação de CO2
Utilização das pentoses para produção de nucleotídeos
Enzima marca-passo: G6PD
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Interconversão das pentoses em substâncias intermediárias da via glicolítica.
As pentoses são convertidas a hexoses ou trioses lançadas na via glicolítica.
Cada 3 moléculas de ribose -5 -fosfato são convertidas à 2 hexoses e uma triose
Não existe ganho ou perda de energia
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Vias hipoglicemiantes
◦ São aquelas que vão promover a diminuição da glicemia
via glicolítica
glicogênese
via das pentoses
◦ Ativadas pela insulina que modula a ação das enzimas maca-passo FFK, G-sintetase e G6P desidrogenase respectivamente
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Vias hiperglicemiantes:
◦ Vão promover o aumento da glicemia
Glicogenólise hepática
Gliconeogênese
◦ Enzimas marca-passo: G-fosforilase e F1,6 difosfatase
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Jejum◦ Estímulo das vias hiperglicemiantes
◦ Glucagon, adrenalina, hormônio do crescimento, corticóides
Alimentado◦ Estímulo das vias hipoglicemiantes
◦ Insulina
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Diabetes◦ Grupo de doenças metabólicas caracterizadas por
hiperglicemia, devido a defeitos na produção de insulina ou na sua ação.
◦ A hiperglicemia crônica está associada a longo prazo com dano, disfunção e falência de diversos órgãos, especialmente olhos, rins, nervos, coração e vasos sanguíneos.
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Deficiência celular na captação da glicose
Como estarão as vias metabólicas ?◦ Gliconeogênese?
◦ Glicogenólise?
◦ Glicólise?
◦ Glicogênese?
◦ Via das pentoses?
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Mecanismos de compensação:
◦ Aumento da degradação de triglicerídeos como fonte de energia
◦ Aumento na produção de corpos cetônicos
◦ Conversão da glicose em sorbitol
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FERREIRA, Carlos Parada; JARROUGE, Márcio Georges; MARTIN, Núncio Francisco. Bioquímica Básica. 9.Ed. São Paulo:Editora MNP, 2010. 356 p.
MOTTA, Valter T. Bioquímica. 2.Ed. Rio de Janeiro: MedBook, 2001. 488p.
STRYER, L. Bioquímica. 6ª Ed.Rio do Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.