Resumo problema 2.3 - Glicogênese, glicogenólise e gliconeogênese PDF

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Resumo conciso da disciplina de Metabolismo. Referências: livros de bioquímica e videoaulas....

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PROBLEMA 2.3 GLICOGÊNIO O glicogênio é um polímero de glicose que serve como reserva de carboidratos para o organismo. A glicogenólise é a degradação do glicogênio realizada através da retirada sucessiva de moléculas de glicose, a fim de manter uma glicemia adequada e fornecer substrato para a síntese de ATP nos períodos de jejum. O glicogênio pode ser armazenado nos hepatócitos ou no músculo. O glicogênio hepático atua na manutenção da glicemia, ao passo que o glicogênio muscular fornece glicose somente para o músculo. O glicogênio é uma molécula ramificada, mantida por ligações glicosídicas 1-4, com ramificações onde a ligação é 1-6. A importância das ramificações é garantir que existam vários sítios para que as enzimas realizem a quebra, o que facilita a glicogenólise e torna o processo mais rápido; assim como tornar a molécula mais compacta, para economizar espaço no armazenamento. GLICOGENÓLISE A enzima glicogênio fosforilase catalisa a fosforólise do glicogênio, formando glicose-1-fosfato. Essa reação ocorre durante a mobilização intracelular do glicogênio armazenado e é diferente da hidrólise das ligações glicosídicas pela amilase (degradação intestinal do amido ou do glicogênio exógeno). A glicose-1-P sofre ação da fosfoglicomutase e forma glicose-6-P. Por fim, a enzima glicose-6-fosfatase retira o grupo fosfato da molécula e forma glicose. O músculo não possui essa enzima, o que explica porque a glicogenólise muscular não afeta a glicemia, mas apenas fornece substrato (glicose-6-P) para a via glicolítica e para a via das pentoses. Quando em uma das pontas do polímero restam apenas 4 monômeros de glicose, a glicogênio fosforilase é incapaz de atuar. Assim, a enzima desramificadora pode atuar em dois processos: transferir 3 moléculas de glicose para a cadeia principal (atividade transferase) para sofrerem ação da glicogênio fosforilase; e catalisar a liberação da molécula de glicose restante (atividade glicosidase). GLICOGÊNESE A glicogênese corresponde ao processo de síntese de glicogênio no fígado e nos músculos, no qual moléculas de glicose são adicionadas à cadeia de

glicogênio. Esse processo é ativado pela insulina em resposta aos altos níveis de glicose sanguínea. A glicose é fosforilada pela hexoquinase, formando glicose-6-fosfato. Em seguida, a fosfoglicomutase catalisa a isomerização da glicose-6-P em glicose-1-P. A glicose-1-P sofre ação da enzima UDP-açúcarpirofosforilase, que forma UDP-glicose. Finalmente, a enzima glicogênio-sintetase catalisa a adição da glicose ativada (UDP-glicose) à molécula crescente de glicogênio, mediante a formação de uma ligação 1-4. A enzima ramificadora catalisa o aumento da cadeia mediante a formação de ligações 1-6. No caso da formação de uma nova molécula de glicogênio, ocorre a participação da enzima glicogenina, que forma uma molécula de glicogênioprimer. A partir dela, a enzima glicogênio-sintetase adiciona mais moléculas de glicose á cadeia em crescimento. GLICONEOGÊNESE A gliconeogênese é a formação de glicose a partir de compostos aglicanos, que ocorre sempre no citosol. Trata-se de um processo característico dos períodos de jejum, estimulado por uma baixa razão insulina/glucagon. A gliconeogênese não é o oposto da glicólise; embora compartilhe várias reações da via glicolítica, as etapas regulatórias da glicólise são irreversíveis, portanto requerem um desvio na gliconegogênese. Os tecidos gliconeogênicos são o fígado e o córtex renal. Em situações extremas, o intestino delgado também pode realizar esse processo. Os principais substratos são o glicerol (proveniente dos TAGs), os aminoácidos (com exceção da lisina e da leucina) e o lactato (produzido no músculo e em células que não possuem mitocôndrias, como as hemácias). As enzimas que participam das etapas irreversíveis são: 

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Glicose ↔ Glicose-6-P  Glicólise: hexocinase  Gliconeogênese: glicose-6-fosfatase Frutose-6-P ↔ Frutose-1,6-BP  Glicólise: PFK-1  Gliconeogênese: Frutose-1,6-BPase PEP ↔ Piruvato  Glicólise: piruvato-cinase  Gliconeogênese: piruvato-carboxilase (piruvato → OAA) e piruvatocarboxicinase (OAA → piruvato)

Piruvato

O piruvato é convertido em OAA pela piruvatocarboxilase, numa reação dependente de biotina (B7), bicarbonato e ATP. O OAA não pode sair da mitocôndria, então ocorre a oxidação de um NADH a NAD+, formando malato pela ação da malatodesidrogenase mitocondrial. O malato pode sair da mitocôndria, e é reconvertido em OAA pela malatodesidrogenase citosólica, que reduz um NAD+ a NADH. A enzima PEP-carboxicinase transforma o OAA em PEP, com a liberação de um CO2. Então, seguem-se as reações reversíveis da via glicolítica, até a frutose-1,6-BP, que desvia da PFK-1 passando pela frutose-1,6-bifosfatase e se transforma em frutose-6-P. Ocorre uma isomerização reversível da via glicolítica e, na última etapa, a glicose-6-P é convertida em glicose pela glicose-6-fosfatase. Lactato O lactato é convertido a piruvato pela lactatodesidrogenase. O piruvato entra na mitocôndria e é convertido em OAA pela piruvato-carboxilase e depois em PEP pela PEP-carboxicinase mitocondrial. O PEP sai da mitocôndria e entra na via glicolítica. A partir daí, acontecem as mesmas reações da gliconeogênese a partir do piruvato. Glicerol O glicerol é fosforilado a glicerol-3-P pela glicerolcinase, com gasto de um ATP. Em seguida, o glicerol 3-P é convertido em DHAP, mediante a redução de um NAD+ a NADH + H+, pela enzima glicerol-3-Pdesidrogenase. A DHAP entra na via glicolítica, passa pelas reações reversíveis e desvia da PFK-1, passando pela frutose-1,6-bifosfatase, e da hexoquinase, passando pela glicose-6-fosfatase. OBS.: A conversão de glicose-6-fosfato em glicose ocorre no retículo endoplasmático....