Aula 2:
Regulação da gliconeogênese
Hexokinase
ΔG = -8 Kcal/mol
Phosphohexose
Isomerase
ΔG = -0,6 Kcal/mol
Phosphofruto
kinase
ΔG = -5,3 Kcal/mol
Aldolase
ΔG = -0,3 Kcal/mol
Triosephosphate
Isomerase
ΔG = + 0,6 Kcal/mol
Glyceraldehyde
3-phosphate
dehydrogenase
ΔG = -0,4 Kcal/mol
Phosphoglycerate
Kinase
ΔG = + 0,3 Kcal/mol
Phosphoglycerate
Mutase
ΔG = + 0,2 Kcal/mol
Enolase
ΔG = -0,8 Kcal/mol
Pyruvate Kinase
ΔG = - 4,0 Kcal/mol
10) Discuta o significado da regulação alostérica da piruvato carboxilase, da
piruvato desidrogenase, da citrato sintase, da acetil-Coa carboxilase e da carnitina
acil-transferase 1:
a) Quando a gliconeogênese estiver inibida e com a esterificação de triacilgliceróis
predominando amplamente sobre a lipólise.
b) Quando a gliconeogênese estiver estimulada assim como a lipólise.
Discuta o que ocorreria com a síntese de ATP na mitocôndria nos dois casos acima.
Alimentado
TAGS
Glicose
Ác. Graxos
Síntese de
Ác. Graxos
Glicólise
Malonil CoA
+
PEP
Acetil CoA
Piruvato
Oxaloacetato
Citrato
Piruvato
-
PC
+
PDH
Acetil-CoA
CPT
Citrato (6C)
Oxaloacetato (4C)
Malato
Acetil CoA
Carboxilase
-Oxidação
-
Malato (4C)
-
NADH
Jejum
TAGS
Glicose
Ác. Graxos
Lactato,
Glicerol,
Ác. Graxos,
AAs
Gliconeogênese
PEP
Malonil CoA
-
Acetil CoA
Piruvato
Oxaloacetato
Acetil CoA
Carboxilase
Citrato
Piruvato
+
PC
-
+
PDH
Acetil-CoA
CPT
Citrato (6C)
Oxaloacetato (4C)
Malato
Malato (4C)
-Oxidação
11) Em 1980, Van Schaftingen e colaboradores descobriram uma substância capaz de
modificar a atividade da fosfofrutoquinase isolada de fígado, como mostra a figura
abaixo:
Essa substância é formada no fígado podendo atingir 20 µM em ratos bem
alimentados e destruída após tratamento com glucagon. Observou-se que esta mesma
substância era capaz de inibir a frutose 1,6 bisfosfatase com um Ki = 0.5 µM, que uma
concentração próxima daquela necessária para a metade da ativação máxima da
fosfofrutoquinase. Analise estes dados e procure integrá-los a um esquema
metabólico mais geral.
12) Estes mesmos autores descobriram em 1981 uma enzima capaz de sintetizar
frutose - 2,6 BP a partir de frutose-6P as custas de ATP a semelhanca do que ocorria
com a fosfofrutoquinase anteriormente conhecida. Para evitar confusão foram
denominadas de fosfofrutoquinase-1 (PFK-1), a clássica, e fosfofrutoquinase-2 (PFK-2)
a que sintetiza frutose 2,6-bisfosfato.
Além disso, o mesmo grupo de trabalho em 1982 purificou de fígado de rato,
uma enzima capaz de transformar frutose 2,6-bisfosfato em frutose-6P. Observaram
ainda que uma fosforilação desta enzima pela proteína quinase AMPc dependente
(PKA) provocava um grande aumento em sua atividade. A PFK-2 também é substrato
para PKA, sendo o resultado da fosforilação um acentuado decréscimo de sua
atividade. Por muitos anos tentou-se isolar as duas enzimas, mas finalmente se
descobriu que se tratava de uma única cadeia polipeptídica capaz de catalisar uma ou
outra reação dependendo do seu estado de fosforilação. Com estes novos dados,
procure analisar o quadro metabólico quando a gliconeogênese encontra-se ativada
ou inibida levando em consideração todas as informações fornecidas.
PFK 1
F6P + ATP
F1,6BPase
F1,6BP + ADP
F1,6P
PFK 2
F6P + ATP
F6P + Pi
F2,6BPase
F2,6BP + ADP
F2,6P
F6P + Pi
Hepatócito:
↓ [Glicose]
↑ Glucagon
P
P
↑ cAMP
↑ PKA
– PFK-2
+ FBPase-2
Frutose 6P ↑
X
Frutose 2,6BP ↓
– PFK-1
+ FBPase-1
↓Glicólise
↑ Gliconeogênese
13) A adrenalina age no músculo e no fígado através de sua ligação a receptores adrenérgicos o que resulta na ativação da proteína quinase A (PKA). Nos dois tecidos
a PKA catalisa a fosforilação da PFK-2. Entretanto os efeitos sobre a glicólise em cada
um dos tecidos são opostos: no fígado esta via é inibida enquanto no músculo esta
via é ativada. Tente sugerir uma explicação para estes achados.
↑ Glucagon
ou Adrenalina
Hepatócito:
P
P
↑ cAMP
↑ PKA
– PFK-2
+ FBPase-2
Frutose 6P ↑
X
Frutose 2,6BP ↓
– PFK-1
+ FBPase-1
↓Glicólise
Músculo:
↑ Adrenalina
P
P
↑ cAMP
↑ Gliconeogênese
↑ PKA
Frutose 6P ↓
+ PFK-2
– FBPase-2
Frutose 2,6BP ↑
+ PFK-1
– FBPase-1
↑ Glicólise ↓ Gliconeogênese
14) Complete agora seu esquema metabólico, sabendo que a atividade da enzima
piruvato quinase (PK) é modificada pela presença de frutose 1,6 bisfosfato e pela
fosforilação promovida pela PKA.
Atribua a estes modificadores uma função (ativação ou inibição) sobre esta
enzima tal qual o permita construir um quadro metabólico coerente quando somado
as informações anteriormente fornecidas.
↓Glicólise
Fígado
Fígado
Músculo
 FBPase-2
 PFK-2
Igual ao Fígado
