Regulação do Metabolismo do Glicogênio

David Fernando de Morais Neri

Regulação da Degradação do Glicogênio Muscular

Regulação por Modificação Covalente

Glicogênio fosforilase b INATIVA

P P

Glicogênio fosforilase a ATIVA

Glicogênio fosforilase quinase

α γ!!β!

!δ!

4Fosforilase quinase!

INATIVA

α γ!β!

!δ!

PP

Ca2+Ca2+

Ca2+Ca2+ 4Fosforilase quinase!

ATIVA

• Normalmente o estímulo nervoso que causa o aumento da concentração de Ca2+ é acompanhado da liberação de epinefrina;!!• Quando as subunidades α e β estão fosforiçadas, a afinidade da enzima por Ca2+ é maior.

Regulação da Degradação do Glicogênio Muscular

Regulação Alostérica

Estimulada pelo AMP

A concentração celular de AMP é baixa, mas eleva-se durante a contração muscular

2ADP ATP + AMP

AMP ATP ADP

IMPORTANTE

A glicose proveniente da glicogenólise muscular destina-se sempre a uso interno.

Regulação da Síntese do Glicogênio Muscular

cAMP e Ca2+ estimulam a degradação e inibem a síntese do glicogênio muscular

Quando a fosfofrutoquinase 1 está inibida, há acúmulo de glicose 6- fosfato que ativa a GSD promovendo a síntese de glicogênio (regulação alostérica)

Regulação da Síntese do Glicogênio Muscular

A síntese de glicogênio muscular ocorre quando as enzimas são desfosforiladas

1. Adenilato ciclase ativada;!2. Concentração de cAMP alta;!3. Proteína quinase dependente de cAMP (PKA) ativa;!4. Enzimas da glicogenólise fosforiladas pela PKA e estimuladas; glicogênio sintase também

fosforilada, porém inibida.

1. Graças à atividade GTPásica da subunidade a da proteína G, o GTP a ela associado é hidrolisado, sendo convertido a GDP. Inativa a adenilato ciclase, cessando a produção de cAMP;!

2. A fosfodiesterase hidrolisa o cAMP a 5’-AMP, reduzindo a concentração celular do nucleotídio cíclico;!

3. Desligada do cAMP, a subunidade reguladora da PKA volta a associar-se à subunidade catalítica e a enzima torna-se inativa;!

4. As enzimas fosforiladas têm seus grupos fosfato removidos por hidrólise catalisada pela fosfoproteína fosfatase-1 (PP-1)!

Regulação da Síntese do Glicogênio Muscular

A insulina promove a síntese de glicogênio

O efeito da insulina é causar a desfosforilação de proteínas

• A GSK-3 e a PKA são bloqueadas, deixando de fosforilar suas proteínas-substrato;!• Ativação da fosfodiesterase resulta queda no nível de cAMP, contribuindo para o bloqueio da PKA;!• Fosfoproteína fosfatase-1 estimula a remoção de grupos fosfatos de suas enzimas alvo.!!

A insulina também promove a síntese da glicogênio sintase

Mas, para que a glicogênese possa acontecer, além da adequação das atividades enzimáticas, é necessário que haja disponibilidade do substrato precursor, a glicose.!!

ALÉM DISSO,

Regulação do Metabolismo do Glicogênio Hepático

A regulação do metabolismo do glicogênio hepático é semelhante à do muscular

Neste caso, qual seria a diferença?

O estímulo hormonal, onde, o principal seria provocado pelo glucagon

Porque é feito por ação de hormônios diferentes?

Os destinos da glicose resultante da degradação, nos músculos, é consumida por eles mesmos e no fígado, a glicose é exportada para corrigir a hipoglicemia que estimulou a liberação do glucagon

• Já a síntese de glicogênio hepático, assim como nos músculos, é promovida por insulina;• A insulina não interfere diretamente no transporte da glicose através da membrana, mas indiretamente sim, porque induz a produção de glicoquinase, responsável pela fosforilação da glicose;

• A própria glicose age como reguladora da glicogenólise e da glicogênese;

• A glicose 1-fosfato é isomerizada a glicose 6-fosfato e hidrolisada a glicose, no fígado, para ser liberada na circulação.

Regulação da Glicólise e da Gliconeogênese

Estas duas vias são antagônicas

• Quando uma está ativa a outra está inativa, isso porque utiliza quase todas as enzimas no sentido oposto nas duas vias;!!

• Diferem apenas em três sítios de controle:!!

- Glicose e glicose 6-fosfato!- Frutose 6-fosfato e frutose 1,6-bisfosfato!- Fosfoenolpiruvato e piruvato

No músculo, a glicogenólise é concomitante com a ativação da glicólise

Como nos músculos, o glicogênio degradado é consumido pelas próprias fibras musculares, logo, se faz necessário a estimulação da via glicolítica, para produzir ATP.

Ciclo de Cori