Metabolismo do Glicogênio
Glicogênio: forma polimérica da glicose, reserva
energética de fácil mobilização
Um polissacarídio de reserva. Em vertebrados, glicogênio é encontrado no fígado e no músculo
esquelético.
Qual vantagem de armazenar a glicose na forma de glicogênio?
OSMOLARIDADE.Se todo o glicogênio de um hepatócito estivesse sob a forma de glicose, a
concentração seria de 0,4M. Quando armazenada sob a forma de glicogênio, a mesma massa
de glicose tem concentração de 0,01μM
Estrutura
 Polímero ramificado de radicais de glicose
 Presente em grânulos no citoplasma
 Ligações α  polímeros helicoidais abertos
Grânulos: contem 55.000 moléculas de glicose e 2000 extremidades não-reduzidas.
 Celulose
Polímero de glicose de cadeia linear.
Ligações β  filamentos retos, formando fibrilas estruturais
Glicídios Redutores e Não-Redutores
 Redutores: possuem grupos aldeídos e cetonas livres na cadeia que
atuam como agentes redutores (sofrem oxidação, doam elétrons).
Não – redutores (ex. sacarose) possuem esses grupamentos interligados.
Tornam-se redutores ao sofrerem hidrólise (quebra).
O que define estocar energia ou não?
Glicogênese
Pós prandial, aumento de glicose sanguínea
1ª Etapa: formação da UDP-glicose a partir da glicose1-fosfato pela UDP-Glicose pirofosforilase
Glicose + ATP
Glicose6P + ADP + H+
hexoquinase
Glicose6P
Glicose1P
fosfoglicomutase
Glicose1P + UTP
UDP-G + PPi
UDP-glicose pirofosforilase
Geração de UDP-Glicose e pirofosfato, que é rapidamente degradado pela
pirofosfatase inorgânica (reação irreversível).
2ª Etapa: síntese de glicogênio catalisada pela enzima
Glicogênio sintase.
Transfere glicosil da UDP-G para OH do
C4 terminal.
Apenas em cadeias com 4
oses ou mais.
Por isso é necessário um primer para a criação de uma primeira cadeia glicosídica para começar
a geração da molécula de glicogênio. Essa função é exercida pela proteina glicogenina.
 Glicogenina
Possui um
oligossacarídeo de
unidades de glicose
α-1,4 ligadas ao
átomo de oxigênio de
um radical tirosina
3ª Etapa: Enzima ramificadora
 A Glicogênio sintase só é capaz de alongar a cadeia formando ligações α-1,4, esta não é
capaz de formar a ligação da ramificação.
 Essa ramificação é formada pela enzima ramificadora, a qual transfere um bloco de um
bloco de 7 oses, contendo o terminal não redutor, vindo de uma cadeia de pelo menos 11
oses, formando uma ligação α-1,6 com a cadeia principal.
 O novo ponto de ramificação tem que estar pelo menos 4 oses de distância de um
preexistente.
A Glicogênio sintase continua alongando a cadeia, concomitantemente a enzima
ramificadora catalisando sua reação.
Efeito biológico: glicogênio mais solúvel e aumento das
extremidades não redutoras
Cadeia com pelo menos 11 oses
7 resíduos glicosil
4 resíduos glicosil
Glicogenólise
Exercícios, intervalo entre refeições: baixa de glicose plasmática
Glicogenólise
Quebra do glicogênio realizada pela retirada sucessiva de glicose.
O glicogênio é a reserva imediata de glicose em nosso organismo. Em
situações de exercício, intervalos entre as refeições e durante o sono,
este polímero é degradado para suprir as necessidades de glicose em
nosso corpo.
A degradação do glicogênio se dá a partir dos terminais não
redutores da molécula e é uma fosforólise catalisada pela enzima
Glicogênio fosforilase
 Catalisa a remoção sequencial de radicais glicose da
extremidade não redutora da molécula de glicogênio, quebrando
as ligações α-1,4.
A clivagem fosforolítica do glicogênio é energeticamente
vantajosa: quebra da ligação do C1 do resíduo glicosil e a
fosforilação deste. Capaz de quebrar a ligação e fosforilar a
glicose.
Reação de hidrólise, fosforilação seria a custas de ATP
(gastando energia para o tal)
Glicogênio Fosforilase, presença de um cofator, o piridoxal
fosfato (grupo prostético: piridoxal fosfato (derivado da vit B6).
Glicogênio Fosforilase: acontece em cadeia
apenas nas ligações α-1,4.
Quebra das ligações α-1,6: enzima
desramificadora.
2 funções catalíticas: transferase e a α-1,6
glicosidase.
Transferase: transfere os 3 resídos glicosils
anteriores ao glicosil que forma a ligação α-1,6
para a cadeia principal do glicogênio.
(α-1,6) glicosidase: quebra a ligação α-1,6
por hidrólise, gerando glicose.
A cadeia de glicogênio está linear, sem nenhum
impedimento para a ação catalítica da
glicogênio fosforilase.
Hidrólise
Destino da glicose
 No fígado: glicose é liberada para a
corrente sanguinea.
No músculo: glicose é fosforilada pela
hexoquinase e entra na via glicolítica.
Destino da glicose1P
 Transformada em glicose6P em
ambos pela enzima Fosfoglicomutase.
Fosfoglicomutase
No músculo a glicose6P entra na via glicolítica, porém
no fígado ele tem outro destino.
Glicose-6-fosfatase
Presente principalmente no fígado
Está localizada no lado lumial da membrana do Retículo
Endoplasmático Rugoso
Ciclo de Cori
O ciclo de Cori ou via
glicose-lactato-glicose
consiste na conversão da
glicose em lactato,
produzido em tecidos
musculares durante um
período de privação de
oxigênio, seguida da
conversão do lactato em
glucose, no fígado.
Regulação do metabolismo do
Glicogênio
Hormônios
Insulina
Sinaliza estado alimentado.
Produzido nas Ilhotas Langerhans
(células especializadas - beta).
Atuação: Fígado, músculos e
tecido adiposo
Glucagon
Sinaliza o estado de jejum.
Produzido pelas células alfa.
Atuação: Fígado.
Epinefrina
Liberado em momentos de
estresse ou exercício.
Produzido pelo Sistema nervoso
central e supra-renais.
Glicogênese
Enzimas que modulam fluxo
do metabolismo de glicogênio
Glicogenólise
Glicogênio Sintase
Glicose plasmática
(Caseina cinase II)
(Glicogênio sintase cinase 3)
Glicogênese
Glicose plasmática
(Fosfoproteína fosfatase 1)
Glicogenólise
Glicogênio Fosforilase
Reg. covalente
Glicose plasmática
Glicose plasmática
Glicogênese
Glucagon, epinefrina
Glicogenólise
(PKA)
Glicogênio Fosforilase
(inativa)
(PP1)
Insulina
Glicogênio Fosforilase
(ativa)
Glicogênio Fosforilase
Reg. alostérica
No fígado a Glicogênio fosoforilase atua como sensor de glicose.
Glicose plasmática
Amplificação dos sinais
hormonais em diferentes
tecidos promove rápida
resposta no metabolismo do
glicogênio
Regulação hormonal do metabolismo de glicogênio hepático
(Glucagon-jejum e Epinefrina-stress)
Epinefrina
Glucagon
Epinefrina
Regulação neuroendócrina (simpática e hormonal) do
metabolismo do glicogênio muscular
(Epinefrina-stress e Acetil Colina (Ach))
Regulação do metabolismo de glicogênio hepático e muscular
pela Insulina
(Caseina cinase 2)
(Glicogênio sintase cinase 3)
(Fosfoproteína fosfatase 1)
Miócitos ajudam a
remover glicose do
sangue aumentando
a entrada de glicose
(síntese de glicogênio
e glicólise)