Analisar as vias de síntese e degradação do
glicogénio;
Identificar as enzimas e outros factores responsáveis
pela regulação dessas vias;
Explicar os processos de regulação do
metabolismo do glicogénio e o seu papel
na manutenção da glicémia.
Glicogénio
• Polímero de moléculas de glicose de tamanho variável.
Glicogénio
 Reserva energética nas células animais, funcionando
como alternativa aos lípidos.
 Existe no citosol de todas as células do organismo,
essencialmente no fígado e nos músculos esqueléticos.
Libertado para o
sangue e tecidos
Consumo
próprio
Importância do glicogénio
 Permite a acumulação de glicose nas células sem aumentar a
pressão osmótica no seu interior.
 O fígado acumula a glicose sob forma de glicogénio quando
há um aumento considerável da glicémia e liberta-a quando
há uma diminuição, actuando, assim, como um regulador da
glicémia no sangue.
 Nos músculos esqueléticos, a acumulação do glicogénio
acontece durante o repouso e quando a glicémia está
elevada.
Síntese de glicogénio (Glicogénese)
1. Fosforilação da glicose, originando a glicose -6-P.
Hexocinase
(músculo)
Glucocinase
(fígado)
Hexocinase
Síntese de glicogénio (Glicogénese)
2. Glicose-6-P
Glicose-1-P
Síntese de glicogénio (Glicogénese)
3. Glc-1-P + UTP
UDP-glc + PPi
Síntese de glicogénio (Glicogénese)
4. Glicogénio(n) + UDP-glc↔Glicogénio(n+1) + UDP
Glicosiltransferase (8 primeiras oses)
Glicogénio sintase (restantes oses)
Glicogenina (primer)
Glicogenina
(tirosina 194)
Glicosiltransferase
Complexo
glicogenina –
Glicogénio Sintase
Adição de +
7 resíduos
de glicose
Glicogénio
v
Sintase
Glicogenina
Continua
alongamento da
cadeia principal
Ramificações
Solubilidade e terminais não redutores
Velocidade de síntese e degradação
Enzima responsável pela formação de ramificações:
• (α1 - 4, α1 - 6)-transglucosidase
Enzima responsável pelo alongamento das ramificações:
• Glicogénio sintase
Degradação do glicogénio (Glicogenólise)
Neste mecanismo é necessária a acção
conjunta de duas enzimas:
 Glicogénio fosforilase (degradação do glicogénio)
 Enzima desramificadora (remodulamento do glicogénio)
Glicogénio Fosforilase
Glicogénio fosforilase
 Enzima principal na degradação de glicogénio
 Cliva as ligações α-1,4 pela adição de um ortofosfato (Pi) –
fosforólise.
 Produz glicose-1-fosfato.
 O fosfato de piridoxal é um cofactor essencial.
Enzima desramificadora (amilo-1,6- glucosidase)
A enzima desramificadora é uma enzima bifuncional:
-Transferase
-glucosidase (α 1→6)
Transformação da “dextrina
limite”, estrutura ramificada,
numa estrutura linear.
Fosfoglucomutase
• Cataliza a isomerização de glicose-1-P a glicose-6-P
Regulação do metabolismo do glicogénio
Glicogénio
Glicogénio
Sintase
Glicogénio
Fosforilase
Glucose
Regulação do metabolismo do glicogénio
Enzimas principais
Glicogénio
Sintase
Glicogénio
Fosforilase
Fosfatase
1 (PP1)
Forma Activa (a)
Fosforilase Cinase
Forma Activa(a)
Fosfatase
Fosforilase Cinase
Fosfatase
Forma Inactiva (b)
Reguladas por :
-Mecanismos alostéricos
- Fosforilação reversível
Forma Inactiva (b)
Associados a reacções
enzimáticas em cadeia
como resposta
Nota:
Fosforilase Cinase – Fosforilação – Degradação do Glicogénio
Fosfatase – Desfosforilação – Síntese do Glicogénio
Aumento:
[Ca2+],[AMP]
[Glucose]
[Hormonas]
Insulina
Glucagina
Adrenalina
Mecanismos de regulação do glicogénio
Músculo
Fígado
Activação
da glicogénio
fosfatase
Activação
da glicogénio
sintase
↑Ca 2+
↑ATP
↑AMP
↑Glicose 6-P
Activação
da glicogénio
fosforilase
Activação
da glicogénio
sintase
Glucagina
↓Glicose
Insulina
↑Adrenalina
(cAMP)
A glucagina e a adrenalina
promovem a degradação do
glicogénio:
Activam o glicogénio
fosforilase inactivam o
glicogénio sintase
↑[Ca 2+ ]no citosol
activam
Fosforilase cinase
Degradação do
glicogénio
A insulina activa uma
proteína cinase que
vai activar a PP1
Impede a degradação
do glicogénio e favorece
a sua síntese
Fosfatase 1
 As alterações na actividade enzimática produzidas pelas proteínas cinases
são reconvertidas por proteínas fosfatases PP1.
Fosfatase 1 (PP1)
Desfosforila o
glicogénio sintase b,
transformando-o na
sua forma activa
Acelera a síntese
do glicogénio
Inactiva a fosforilase cinase e a
fosforilase pela desfosforilação
destas enzimas
Reverte os efeitos da
cadeia de fosforilação
Diminui a velocidade de
degradação do glicogénio
Glicogénio Fosforilase
É o foco da regulação
feita
Efectores alostéricos que sinalizam o
estado energético da célula
Hormonas – fosforilação reversível
O músculo utiliza
glicose para
produzir a sua
energia própria
Muscular
+ se ↑AMP
- se ↑ ATP
- se ↑ [Glicose 6 –P]
Glicogénio fosforilase
Hepática
- se ↑[glicose]
insensível [AMP]
AMP, ATP
Glicose
Glicose 6-P
Adrenalina
Insulina
Glucagina
A sua activação implica a
inactivação da glicogénio
sintase
Mantém a glicémia
Hormonas – fosforilação reversível
Exercício
Stress
Libertação de Adrenalina
Leva à formação de cAMP
Activa glicogénio fosforilase
↑ Degradação de glicogénio
↑Glicémia
↓ Glicose
A adrenalina estimula de forma mais
marcante o músculo. O fígado é
estimulado pela glucagina.
Insulina
A insulina estimula a síntese do
glicogénio por activar a PP1
Desfosforila o
glicogénio sintase b,
transformando-o na
sua forma activa
Acelera a síntese
do glicogénio
↓ [Glicose]
no sangue
Doença
Enzima Defeituosa
De Von
Gierke
Glicose 6-fosfatase
ou sistema de
transporte
Órgão
Afectado
Glicogénio no órgão
afectado
Características
Clínicas
Fígado e Rim
Quantidade
Aumentada
Dilatação maciça do
fígado; atrasos do
desenvolvimento;
hipoglicémia grave
Insuficiência
cardiorespiratória; causa
morte(<10 anos)
De Pompe
A -1,4-Glicosidade
Todos
Aumento maciço da
quantidade
De Cori
Amilo – 1,6glicosidade
Músculo e
Fígado
Quantidade
Aumentada
= Von Gierke mas com
evolução mais suave
De
Anderson
Enzima Ramificadora
Fígado e Baço
Quantidade normal
Cirrose progressiva do
fígado; insuficiência
hepática
De
McArdle
Fosforilase
Músculo
Quantidade
aumentada
Cãibras musculares
dolorosas
Figado
Quantidade
aumentada
De Hers
Fosforilase
= Von Gierke mas com
evolução mais suave
Bibliografia
 Berg, J.M.; Stryer, L.; Tymozko, J.L. (2006).Biochemistry. 6ªedição, W. H.
Freeman & Company.
 QUINTAS, Alexandre; PONCES Freire, Ana; HALPERN, Manuel;
Bioquímica, Organização molecular da vida, lidel, pp430-438
MURRAY, Robert; GRANNER, Daryl; MAYES, Peter; RODWELL, Victor,
Harper’s Ilustrated Biochemistry, twenty-sixth edition, 2003
www.icb.ufmg.br
users.med.up.pt
http://www2.ufp.pt
http://www.portalfarmacia.com.br