Aula Neoglicogênese Gliconeogênese

Transcrição

1 Aula Neoglicogênese Gliconeogênese

2 Metabolismo de açúcares Visão Geral Galactose Frutose Ácido láctico Fermentação Glicólise Glicose Piruvato Glicogenólise Gliconeogênese Glicogênese Glicogênio Via das pentoses Etanol Acetil-CoA ATP ADP + Pi Fosforilação oxidativa Ciclo de Krebs + C 2 e - + C 2

3 Gliconeogênese

4 Gliconeogênese 10% 90%

5 Gliconeogênese Gliconeogênese: Anabolismo de glicose (e outros açúcares) 7 passos nas duas vias são comuns Reações reversíveis podem ser utilizadas pelas duas vias 7 passos da gliconeogênese diferem dos 3 passos da glicólise (4 irreversíveis e 3 reversíveis) Piruvato é primeiramente carboxilado para oxaloacetato (mitocôndria) xaloacetato é reduzido a malato (mitocôndria) Malato é exportado para citossol Malato é reoxidado para oxalacetato (citossol, rende 2 NAD citossólicos) xaloacetato é descarboxilado para fosfoenolpiruvato (citossol) Frutose-1,6-bisfosfato é desfosforilado para frutose-6-fosfato (hidrólise de fosforila) Glicose-6-fosfato é desfosforilado para glicose (hidrólise de fosforila)

6 Gliconeogênese mitocôndria 1º passo: carboxilação do piruvato na mitocôndria (pela piruvato carboxilase) Reação irreversível Primeira fosforilação do substrato balanço de ATP = -2 (por glicose) ponto regulatório da via piruvato + ATP + C 3- oxaloacetato + ADP + Pi ATP ADP + P i C 3 -

7

8

9 Gliconeogênese mitocôndria citossol 2º passo: redução de oxaloacetato para malato na mitocôndria Reação reversível 3º passo: transporte de malato para citossol Reação reversível 4º passo: oxidação de malato para oxaloacetato Reação reversível Produção de NAD + + citossólicos que serão utilizados na redução de 1,3-bisfosfoglicerato para D-gliceraldeido-3-fosfato oxaloacetato malato (mit) malato (cit) oxaloacetato G 0 kj/mol 2 C NAD + + NAD + Malato desidrogenase 2 C

10 Gliconeogênese citossol 5º passo: descarboxilação + fosforilação de oxaloacetato no citossol (pela PEP carboxiquinase) Reação reversível Segunda fosforilação do substrato balanço de ATP = -4 (por glicose) ponto regulatório da via oxaloacetato + GTP fosfoenolpiruvato + C 2 + GDP 2 C GTP PEPCK GDP 2 C P C 2 PEPCK = fosfo-enolpiruvato carboxiquinase

11 Gliconeogênese citossol 11º passo: desfosforilação de frutose-1,6-bisfosfato (pela frutose-1,6-bisfostase) Reação irreversível ponto regulatório da via α-d-frutose-1,6-bisfosfato α-d-frutose-6-fosfato + P i G = -16,7 kj/mol P 2 C C 2 P Fructo-1,6- -bisfosfatase 1 P 2 C C 2 P i

12 Gliconeogênese citossol 13º passo: desfosforilação de glicose-6-fosfato (pela glicose-6-fosfatase) Reação irreversível ponto regulatório da via α-d-glicose-6-fosfato α-d-glicose + P i G = -16,3 kj/mol P 2 C Glicose-6- -fosfatase P i C 2

13 Gliconeogênese alternativas de produção de PEP Gliconeogênese necessita NAD no citossol No citossol, [NAD]/[NAD + ] 8 x 10-4 (pouco NAD) Na mitocôndria, [NAD]/[NAD + ] 10 (muito NAD) 1ª alternativa da via (à esquerda): Baixa concentração de lactato NAD + citossólico é produzido pela oxidação de malato no citossol 2ª alternativa da via (à direita): Alta concentração de lactato NAD + citossólico é produzido pela oxidação de lactato no citossol

14 Regulação de glicólise e gliconeogênese Vias opostas 3 passos nas vias diferem exoquinase (glicólise) vs. G-6-fosfatase (gliconeogênese) PFK1 (glicólise) vs. FBPase 1 (gliconeogênese) Piruvato quinase (glicólise) vs. Piruvato carboxilase + PEPCK (gliconeogênese) Gliconeogênese: Anabolismo de glicose (e outros açúcares) 7 passos nas duas vias são em comum Reações reversíveis podem ser utilizadas pelas duas vias Gliconeogênese: 4 passos irreversíveis e 3 reversíveis 2 passos de fosforilação de metabólitos 1 passo de redução, 1passo de transporte e 1 passo de oxidação 2 passos de desfosforilação de metabólitos

15 exoquinases exoquinases I, II e III (músculos) têm alta afinidade a glicose e são inibidas por seu produto, glicose-6-fosfato. Estas hexoquinases são inibidas somente quando o músculo não precisa ATP nem glicogênio ou NADP. exoquinase IV (glicoquinase, fígado) tem K M = 100 mm (acima dos níveis de glicose no sangue) não é inibida por seu produto, mas é inibida por frutose-6-fosfato junto com uma proteína reguladora específica. A glicoquinase não funciona quando [glicose] < 5 mm.

16 PFK1 vs FBPase1: regulação intracelular PFK1 é bloqueada por ATP e citrato (sinais de altos recursos de energia na célula) e ativada por ADP ou AMP (sinais de baixos recursos de energia na célula). FPBase e é inibida por AMP (sinais de baixos recursos de energia na célula).

17 PFK1 / FBPase1 vs. PFK2 / FBPase2 regulação extracelular/sistêmica Enzima PFK-2/FBPase-2 funciona como integrador de sinais hormonais (insulina / glucagon) via efeito de Frutose-2,6-BP nas enzimas PFK-1 e FBPase-1

18 Piruvato quinase Piruvato quinase é inibida alostericamente por ATP e acetil-coa (sinais de altos recursos de energia na célula).

19 Piruvato carboxilase Piruvato carboxilase é ativada alostericamente por acetil-coa (sinal de altos recursos de energia na célula - estimula gliconeogênese)

20 Regulação coordenada Cooperação entre glicólise e gliconeogênese coordenada; Uma via está relativamente inativa ao passo que a outra esteja em alta atividade; Modo específico para cada tecido, a fim de assegurar que as necessidades energéticas dependentes de glicose sejam alcançadas em todas as células.

21