O passo limitante de uma via metabólica (que determina a velocidade de toda a via) pode ser determinado por:

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1 O passo limitante de uma via metabólica (que determina a velocidade de toda a via) pode ser determinado por: Limite por quantidade/velocidade de enzima Limite por quantidade de substrato Bioquímica 15 - Gluconeo 1

2 Fosfofrutocinase 1 ADP Frutose 1-6 bifosfato ADP Fosforilase de glicogénio Bioquímica 15 - Gluconeo 2

3 Gluconeogénese Sintese de "glucose nova" a partir de metabolitos comuns Os seres humanos consumem 160 g de glucose por dia 75% dessa é consumida no cérebro Os fluidos corporais contêm apenas 20 g de glucose As reservas de glicogénio rendem g de glucose Portanto o corpo deve ser capaz de sintetizar a sua própria glucose Bioquímica 15 - Gluconeo 3

4 Ocorre principalmente no figado e nos rins. Gluconeogénese Não é uma mera reversão da glicólise por duas razões: O balanço energético tem que mudar de modo a tornar a gluconeogenese favorável (ΔG da glicolise = -74 kj/mol) A regulação de uma das vias deve ser activada e a da via reversa deve ser inibida isto requer algo de novo! Sete dos passos da glicólise estão conservados: passos 2 e 4-9 Três passos são substituidos: Passos 1, 3, e 10 (que são os passos regulados!) As reacções novas devem seguir um novo caminho de reacção espontâneo (ΔG negativo na direcção da sintese de açucar), e devem ser regulados de maneira diferente. Bioquímica 15 - Gluconeo 4

5 PEP Carboxicinase Conversão de oxaloacetato a PEP Reacção que requer muita energia! Energia fornecida de dois modos: A decarboxilação é uma reacção favorável Hidroliza-se GTP O GTP usado é equivalente ao ATP Fructose-1,6-bisfosfatase Hidrolise de F-1,6-P a F-6-P Termodinamicamente favoravel (ΔG no fígado é -8.6 kj/mol) Regulação alosterea : Estimulada pelo citrato Inibida pela fructose-2,6 bisfosfato Inibida por AMP Fosfatase da Glucose-6 Conversão da Glucose-6-P a Glucose A presença da G-6-Pase no RE de células do figado e rins torna possivel a gluconeogenese Musculos e cérebro não realizam a gluconeogenese G-6-P é hidrolizado quando passa para o RE As vesículas de RE cheias de glucose migram para a membrana plasmática, fundem-se com ela e abrem, libertando a glucose para o sistema sanguíneo. Bioquímica 15 - Gluconeo 5

6 Regulação da Gluconeogenese Controlo reciproco com a glicólise Quando a glicolise está em funcionamento, a gluconeogenese não está a realizar-se Quando o estado energético da célula é elevado, a glicolise deve ser desligada e o piruvate (entre outros), deve ser utilizado para a sintese e armazenamento de glucose Quando o estado energético da célula é baixo, a glucose deve ser rápidamente degradada de modo a fornecer energia Os passos regulados da glicólise são os mesmos passos que são regulados na direcção oposta! Bioquímica 15 - Gluconeo 6

7 Bioquímica 15 - Gluconeo 7

8 Regulação hormonal da sintese e degradação do glicogénio A insulina é secretada do pancreas (para o fígado) em resposta a um aumento da glucose no sangue. Note-se que a veia porta é a única veia no corpo que alimenta um orgão! A insulina estimula a sintese de glicogénio e inibe a sua degradação. A insulina tem ainda outros efeitos. Glucagina e epinefrina A glucagina e a epinefrina estimulam a degradação do glicogénio têm um efeito oposto ao da insulina! A glucagina (peptido de 29 res) também é secretado pelo pancreas A glucagina actua apenas no fígado e nos tecidos adiposos! A glucagina é responsável pela manutenção dos niveis de glucose no sangue. A epinefrina (adrenalina) é libertada das glandulas adrenais. A epinefrina actua no figado e nos musculos. A epinefrina é libertada em resposta a medo ou raiva (fuga ou luta). Uma cascata de cinases amplifica o sinal! Bioquímica 15 - Gluconeo 8

9 Via das Fosfo-Pentoses Fornece NADPH para as vias de biosintese. Produz ribose-5-p. Dá-se maioritáriamente no citoplasma de células do fígado e de células adiposas. O NADPH é utilizado no citosol em grande quantidade na sintese de ácidos gordos. Bioquímica 15 - Gluconeo 9

10 Bioquímica 15 - Gluconeo 10

11 Variações à via das Fosfo-Pentoses 1) Tanto a ribose-5-p como o NADPH são necessários 2) É necessário mais ribose-5-p que NADPH 3) É necessário mais NADPH que ribose-5-p 4) Tanto NADPH como ATP são necessários mas a ribose-5-p não Tanto a ribose-5-p como o NADPH são necessários É necessário mais ribose-5-p que NADPH Bioquímica 15 - Gluconeo 11

12 É necessário mais NADPH que ribose-5-p Tanto NADPH como ATP são necessários mas a ribose-5-p não Bioquímica 15 - Gluconeo 12