Post on 22-Jan-2016
METABOLISMO DEL GLUCOGENO
BIOSINTESIS
DEGRADACION GLUCOGENO-LISIS
GLUCOGENO-GENESIS
La síntesis y degradación de glucógeno está cuidadosamente regulada entre sí para cumplir con las necesidades energéticas de la célula
Estructura del glucógeno
enlace 1,6
extremo no reductor
enzima ramificante
OH
OH
-Polisacárido de reserva de las células animales.-Hígado y músculo.-Polímero de -glucosa (uniones con ramificaciones ( 1-6)
DEGRADACION DEL GLUCOGENO GLUCOGENOLISIS
• SE ACTIVA CUANDO LA CELULA NECESITA ENERGIA Y NO DISPONE DE GLUCOSA
• TIENE LUGAR EN EL CITOPLASMA DE LAS CELULAS
• ES UN PROCESO MUY ACTIVO EN HIGADO Y MUSCULO ESQUELETICO
REQUIERE DE DOS REACCIONES
• Eliminación de GLUCOSA del extremo no reductor (uniones -1,4)
• Hidrólisis de los enlaces glucosídicos en los puntos de ramificación (uniones -1,6)
Enzimas que intervienen en el proceso de degradación del GLUCOGENO
GLUCOGENO FOSFORILASA
AMILO- (1,6) GLUCOSIDASA Enzima desramificante
FOSFOGLUCOMUTASA
GLUCOGENOn + Pi GLUCOGENO n-1 + GLUCOSA
REACCIONES DE LA GLUCOGENOLISIS
• GLUCOGENO FOSFORILASA
• AMILO- (1,6)-GLUCOSIDASA
GLUCOGENOn + Pi GLUCOGENOn-1 + GLUCOSA-1-Puniones -1,4
uniones -1,6
SE ELIMINA UN PUNTO DE RAMIFICACIÓN
MECANISMO DE DEGRADACION DEL GLUCOGENO
EXTREMO NO REDUCTOR
Molécula de glucógeno
Glucógeno fosforilasa
Glu-1-P
uniones -1,6
Glucógeno transferasa
Glucosidasa Glucosa
FORMACIÓN DE G-6-P
GLU-1-P FOSFOGLUCOMUTASA GLU-6-P
FORMACIÓN DE GLUCOSA LIBRE
G-6-P GLUCOSA-6-FOSFATASA G LIBRE + Pi
REGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS
a) REGULACION ALOSTERICA : AMP/ATP
b) REGULACION HORMONAL: Intervienen 3
hormonas
1)INSULINA
2) GLUCAGON (Hepatocito)
3) ADRENALINA (Células musculares)
GLUCOGENO FOSFORILASA
• Es una enzima que se regula covalentemente
• Es activa cuando está fosforilada
• Es inactiva cuando está desfosforilada
Regulacion covalente de la glucógeno fosforilasa
• FOSFORILASA (b) FOSFORILASA (a)
(inactiva) (activa)P P
P PADPATP
4 Pi
FOSFORILASAQUINASA
GLUCÓGENO G-1-P
Cuando BAJAN los niveles de glucosa sanguínea (GLUCEMIA)
• Se libera glucagón del páncreas
• Se activa la adenilato ciclasa y en consecuencia la glucogenolisis.
• Sobre glucosa 1-fosfato actúa una fosfatasa y se libera glucosa libre en sangre.
Cuando y como se regula en HIGADO??
Cuando AUMENTAN los niveles de glucosa sanguínea
Se libera Insulina del páncreas
Se estimula la actividad fosfatasa
Se inhibe la glucógeno fosforilasa
COMO SE REGULA EN MUSCULO??
• Cuando el músculo necesita una rápida provisión de energía (carrera, estados estrés emocional, agresión física)
• Se libera ADRENALINA
• Aumentan los niveles de AMPc
• Se activa la enzima y se libera glucosa-1-fosfato
Biosintesis de carbohidratos
- Gluconeogénesis
- Glucógeno-génesis
Los procesos de biosíntesis nunca son la simple inversión de las correspondientes rutas catabólicas
Proceso activo después de una ingesta rica en Hidratos de Carbono
Tiene lugar principalmente en los animales superiores.
PRECURSORES:
GLUCOSA
LACTATO
ALANINA
GLU Glu-6-P
Glu-1-P
Citoplasma de la célula
BIOSINTESIS DE GLUCOGENO GLUCOGENO-GENESIS
GLUCOGENOGENESIS
• La biosíntesis de glucógeno está coordinada recíprocamente con la degradación .
• Es una vía importante en hígado y músculo
• La UDP-glucosa es el sustrato de la enzima glucógeno sintasa
• Se inicia con glucosa-6-fosfato que se convierte en glucosa-1-fosfato por acción de una mutasa.
Enzimas que intervienen en el proceso de sintesis de glucógeno o glucógeno-genesis
Fosfoglucomutasa
UDP-glucosa pirofosforilasa
Glucogeno sintasa
Enzima ramificante
Fosfoglucomutasa:
GLU-6-P GLU-1-P
UDP-glucosa pirofosforilasaGLU-1-P + UTP UDP- GLU + PPiGlucógeno sintasa ó sintetasaUDP- GLU + Glucógeno (n)
Glucógeno (n+ 1) + UDPUnión -1,4
Enzima ramificante :
Amilo (1,4 1,6) glucosil transferasa
Forma enlaces glicosídicos (1,6) para las ramificaciones de la molécula de glucógeno
FORMACION DE UDP-Glucosa
LUIS LELOIR (1906-1988), Premio Nobel en Química Año 1970, discípulo de Houssay
Identificó el papel de UDP- Glu
Glucosa-1-fosfato
Glucosa-6-fosfato
Glucosa
Hexoquinasa
Fosfoglucomutasa
UDP-Glucosa
G-1-P uridiltransferasa
UTP
UDP
UDP-glucosa
Glucógeno (extremo no reductor)
UDPGlucógeno sintasa
Nuevo extremo no reductor
REACCION DE LA GLUCOGENO SINTASA
n
Uridina
Uridina
Gasto Energético en la Glucógeno-génesis
• Glucosa-6-P 1 ATP
• Activación de glucosa 1 UTP
(UDP + ATP = UTP + ADP)
• Hidrólisis PP a 2 Pi (se rompe una unión de alta energía)
Por la unión de una molécula de glucosa se gastan 2 ATP.
Regulacion de la Glucógenogenesis
Hay una regulación recíproca entre la glucogenogénesis y la glucogenolisis
INACTIVA
ó Menos activa
ACTIVA
Glucogeno sintasa b
CH2O-
CH2O-
P
P
Glucogeno sintasa a
CH2OH
CH2OH
Hormonal(+) Insulina(-) Adrenalina ó Glucagón
Regulación Hormonal de la GLUCÓGENO-GENESIS
Alostérica
(+) Glucosa-6-fosfato(-)Ca++
(-) Glucógeno
Glucógeno sintasa
GLUCOSA
GLUCOSA-6-P
GLUCOGENO n+1
GLUCOSA-1-PUDPG
UTP
UDPG-pirofosforilasa
Glucógeno sintetasa Glucógeno
fosforilasa
Pi
GLUCOGENO (n+1)
Enzima ramificante
GLUCOGENO n-1
La biosíntesis y degradación están coordinadamente reguladas
Fosforilación
INACTIVA
Fosforilación
ACTIVA
UDP
Enzima desramificante
GLUCONEOGENESIS
• TIENE LUGAR PRINCIPALMENTE EN HIGADO
• SE SINTETIZA GLUCOSA A PARTIR DE PRECURSORES QUE NO SON
HIDRATOS DE CARBONO.
• PRECURSORES:
• GLICEROL
• -CETOACIDOS
• LACTATO
• PIRUVATO
• ES UN PROCESO QUE CONSUME ENERGIA
REACCIONES DE LA VIA GLUCONEOGENICA
• TIENE TRES REACCIONES DIFERENTES A LA VIA GLICOLITICA
• LAS TRES REACCIONES IRREVERSIBLES SON REVERTIDAS POR TRES ENZIMAS DIFERENTES:
• PIRUVATO CARBOXILASA
• FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA
• FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATASA
PIRUVATO CARBOXILASA
FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA
PIRUVATO + CO2 + H2O OXALACETATO + H+
ADP+ Pi
biotina
OXALACETATO FOSFOENOLPIRUVATO + CO2
ATP
ENZIMA MITOCONDRIAL
(+) Acetil-CoA
ISOENZIMAS CITOSOLICA Y MITOCONDRIAL
BIOSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO
GTP GDP
FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATO + H2O
FRUCTOSA-6-FOSFATO + Pi
FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATASA
Mitocondria
Piruvato
Piruvato
OxalacetatoMalato
MalatoOxalacetato
P
M
Citosol
Fosfoenolpiruvato
2-PGL
3-PGL
1,3-BPGL
GLI-3-PDHAF
FRU-1,6BP
FRU-6-P
GLU-6-P
GLUCOSA
ATP
ATP x 2
x 2
GTPx 2
NADH
MDH
ETAPAS DE LA GLUCONEOGENESIS
GASTO DE ENERGIA EN LA GLUCONEOGENESIS
• (2) OXALACETATO 2 ATP
• (2) FOSFOENOLPIRUVATO2 GTP
• (2) 1,3-BISFOSFOGLICERATO 2 ATP
TOTAL: 4 ATP y 2 GTP por molécula de glucosa.
GLUCOSA-6-FOSFATASA (Hígado y riñón)
GLUCOSA-6-FOSFATO + H2O GLUCOSA + Pi
REACCION IRREVERSIBLE
ESTA ENZIMA NO SE ENCUENTRA EN MUSCULO
GLUCOSA A PARTIR DE GLUCOSA-6-FOSFATO
REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS
• Hormonal:
• Alostérica
Glucagón
Activa la Gluconeogénesis
a nivel de la FBFasa
Fructosa-1,6 bisfosfatasa
(+) Acetil-CoAPiruvato carboxilasa
(-) AMP y ADP