Biossíntese e degradação de glicogênio. Integração entre o controle da glicólise e da glicogenólise em diferentes tipos celulares

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1 Biossíntese e degradação de glicogênio Regulação da via glicolítica Integração entre o controle da glicólise e da glicogenólise em diferentes tipos celulares

2 O glicogênio é o polissacarídio de reserva dos animais e de vários microorganismos O amido é o polissacarídio de reserva dos vegetais e de vários microorganismos que fazem fotossíntese, como cianobactérias. Quimicamente o amido e o glicogênio são muito similares: ambos são homopolímeros de glicose e contêm unidades glicose unidas por ligações a1, 4 e a1,6. Diferentemente do glicogênio o amido tem dois componentes distintos: a cadeia não ramificada da amilose e a cadeia ramificada da amilopectina

3 O glicogênio e amilopectina são ramificados e sua degradação se dá a partir dos terminais não redutores da molécula

4 No interior das células o glicogênio encontra-se em estruturas granulares. Ao purificar-se o glicogênio de células co-purifica-se suas enzimas de síntese e de degradação.

5 DEGRADAÇÃO DO GLICOGÊNIO fosforólise catalisada pela enzima glicogênio fosforilase

6 Mecanismo de ação da glicogênio fosforilase

7 A enzima fosfoglicomutase converte, em uma reação reversível in vivo g6-p, intermediário da via glicolítica em g1p e vice-versa

8 A enzima glicogênio fosforilase não ataca ligações glicosídicas a 1,6 ou ligações a 1,4 próximas à ramificação. A desramificação da molécula de glicogênio envolve a ação de outra enzima => enzima desramificadora

9 SÍNTESE DE GLICOGÊNIO A enzima fosfoglicomutase converte, em uma reação reversível in vivo g6-p, intermediário da via glicolítica em g1p e vice-versa

10 SÍNTESE DE GLICOGÊNIO doador de unidades glicídicas para a síntese de glicogênio é o UDPG

11 SÍNTESE DE GLICOGÊNIO A elongação da cadeia de glicogênio é catalisada pela enzima glicogênio sintase

12 SÍNTESE DE GLICOGÊNIO A ramificação da molécula é catalisada pela enzima ramificadora Tipicamente é criada uma ramificação a cada 8 10 resíduos glicose.

13 Mecanismo de ação em cascata da epinefrina e do glucagon A g-1p produzida quando glicogênio é degradado tem destinos muito diferentes em músculo e no fígado. Apesar disto o mecanismo de regulação da glicogênio fosforilase é muito similar nestes dois tecidos. Fosforilase b quinase PKA Gicogênio Fosforilase b Adenil ciclase PK A Fosforilase b quinase Gicogênio Fosforilase a

14 Regulação da glicogênio fosorilase por efetores alostéricos e por modificação covalente

15 Glicogênio-fosforilase: um sensor de glicose no fígado A entrada de glicose na célula hepática leva à parada da degradação de glicogênio

16 A cascata de fosforilações que controla simultânea e antagonicamente a síntese e a degradação de glicogênio

17 A cascata de fosforilações que controla simultânea e antagonicamente a síntese e a degradação de glicogênio

18 COMPARAÇÃO MÚSCULO X FÍGADO As células musculares só captam glicose em quantidades expressivas em presença de insulina

19 Após a alimentação o MÚSCULO repõe suas reservas de glicogênio

20 Após a alimentação o MÚSCULO repõe suas reservas de glicogênio

21 Após a alimentação a glicogênio sintase é ativada e as reservas de glicogênio são repostas

22 No jejum a glicogênio sintase é fosforilada em múltiplos sítios

23 Após a alimentação o FÍGADO repõe suas reservas de glicogênio HEPATÓCITO GLUT 2 GLICOKINASE E HEXOCINASE

24 Relação (direta ou inversa) entre a degradação de glicogênio e a aceleração da via glicolítica em músculo e fígado

25 A aceleração da via glicolítica nos músculos quando o músculo está com o sinal da adrenalina ou em contração intensa depende da aceleração de 2 das 3 reações irreversíveis da via (PFK1 e PK) e ainda da aceleração da degradação de glicogênio

26 A regulação da via glicolítica Regulação da Fosfofruto quinase (PFK) por ATP

27 Frutose 2,6 bisfosfato, produzida pela PFK2, ativa a via glicolítica Em fígado a PFK2 é ativada pelo aumento de F6P

28 O AMP reverte o efeito inibidor do ATP sobre a PFK1

29 JEJUM ALIMENTADO Regulação da PFK1 - Hepatócito ATIVA INIBIDA

30 JEJUM ADRENALINA OU CONTRAÇÃO + JEJUM ALIMENTADO Regulação da PFK1 - Miócito MUITO ATIVA ATIVA INIBIDA

31 Regulação da piruvato quinase em músculo

32 Consumo do glicogênio muscular durante o exercício A reposição do glicogênio muscular após o exercício é altamente dependente da dieta (sinal da insulina)

33 Em fígado a síntese e degradação de glicogênio são reguladas principalmente em resposta a alterações dos níveis de glicose sanguínea.

34 Após a alimentação a síntese de glicogênio é ativada e as reservas de glicogênio são repostas Durante o jejum o fígado ativa a degradação de glicogênio e inibe a via glicolítica