Metabolismo del glucógeno y otros hidratos de carbono. Reacciones de síntesis y degradación del glucógeno. Mecanismos regulatorios. Relación con glucólisis. Síntesis y degradación  de almidón y sacarosa. Reacciones implicadas y regulación. Síntesis de lactosa

METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO III

GLUCOGENOGENESIS 

GLUCOGENOLISIS

METABOLISMO DEL GLUCOGENO

Qué es el glucógeno?

Es un HOMOPOLIMERO de UNIDADES DE GLUCOSA

Es una forma de almacenamiento fácilmente movilizable de glucosa 

El glucógeno se almacena principalmente hígado y músculo 

¿Por qué se utiliza glucógeno como molécula de reserva de energía?

Permite acumular glucosa sin un gran aumento de la presión osmótica ([Glc] = 0,4 M equivale [Glcg] = 10 nM)

Suministra un sustrato oxidable en forma anaeróbica o anaeróbica (las grasas no)

Es de movilización rápida (las grasas no)

Las grasas no pueden ser convertidas en H de C

DEGRADACIÓN DE GLUCÓGENO / GLUCOGENOLISIS

TRES ENZIMAS (en hígado y en músculo)

GLUCÓGENO FOSFORILASA

ENZIMA DESRAMIFICANTE

FOSFOGLUCOMUTASA

MECANISMO DE LA FOSFORILASA 

SÍNTESIS DE GLUCÓGENO / GLUCOGENOGENESIS

TRES ENZIMAS (en hígado y en músculo)

UDP‐GLUCOSA PIROFOSOFORILASA

GLUCÓGENO SINTASA

ENZIMA RAMIFICANTE

Luis Federico Leloir a principios de 1948, identificó los azúcar-nucleótidos, compuestos que desempeñan un papel fundamental en el metabolismo (transformación por el cuerpo de los hidratos de carbono). Leloir recibió el Premio Nobel de Química de 1970. En el vocabulario científico internacional se denomina "el camino de Leloir" al conjunto de descubrimientos que llevó al gran científico argentino a determinar cómo los alimentos se transforman en azúcares y sirven de combustible a la vida humana.

Glu-6-PFosfoglucomutasa

Glu-1-P

ESTRUCTURA DE LA GLUCOGENO SINTASA 

ES UN HOMOTETRÁMERO 

ES ALOSTÉRICA

…

En el organismo cada célula o tejido tiene diferentes funciones y/o diferentes metabolismos 

¿Cómo sensan los diferentes tipos celulares las señales metabólicas?

GPCR

Regulación de Glucógeno fosfoforilasa

La glucógeno fosforilasa actúa como un sensor de glucosa. La Glucosa se une a la fosforilasa a de hígado e induce un cambio conformacional que expone los residuos de Ser fosforilados que son eliminados por la acción de una fosfatasa (PP1). PP1 convierte a la fosforilasa a en fosforilasa b (menos activa) disminuyendo la ruptura de glucógeno en respuesta a un aumento de glucosa sanguínea. Insulina, en forma indirecta también estimula PP1

Priming de fosforilación de GSK3 de glucógeno sintasa

EN MUSCULO LA FOSFOPROTEIN FOSFATASA SE UNE A GLUCOGENO A TRAVES DE UNA SUBUNIDAD ESPECIAL 

Señalización de Insulina en el metabolismo de glucógeno

Control de la síntesis de glucógeno por la glucosa sanguínea en músculo

Insulina afecta 3 de las 5 vías de esta ruta, aunque es el efecto en el transporte y en la actividad de hexoquinasa, no en los cambios en la actividad de glucógeno sintasa que aumentan el flujo hacia glucógeno

Glucagón en hígado promueve la activación de la GLUCOGENO FOSFORILASA por activación de la Fosforilasa KINASA. El músculo es insensible al Glucagón. 

Insulina en hígado promueve la actividad fosfodiesterasa que degrada AMPc por lo que actúa ANTAGONIZANDO la acción de glucagón

Adrenalina (o epinefrina) en músculo activa síntesis de AMPc estimulando la glucógenolisis

GLUCAGÓN INHIBE GLUCOGENOGÉNESIS

INSULINA ESTIMULA GLUCOGENOGÉNESIS

Asimilación de CO2 en plantas

Síntesis de almidón

Plástidos:  almacenamiento de corto tiempo: Cloroplastoalmacenamiento de largo tiempo: Amiloplastos de órganos no       fotosintéticos: tubérculos, semillas raíces

Enzimas:  almidón sintasa:(ADP‐glucosa ) forma la cadena lineal de glucosa enzima ramificante: forma las ramificaciones alfa 1‐6 de la amilo‐

pectina

sintasaAlmidón

Los grupos del sitio activo (Xa y Xb) atacan nucleofílicamente la ADP‐glucosa, desplazando ADP y formando una unión covalente con el C1 de la unidad de glucosa

El OH del C4 de la glucosa unida a Xb (2) ataca nucleofílicamente al enlace entre la glucosa y Xaformando un disacárido (alfa 1‐4) unido a Xb, Xaahora libre desplaza ADP de otra ADP‐glucosa y queda unido a la glucosa 3

El OH de C4 de la glucosa 3 desplaza a Xb del disacárido y se forma un trisacárido unido a Xa. Xb, ahora libre adquiere un residuo de glucosa de ADPglucosa

Esta secuencia  de adiciones de glucosa al extremo no reductor con Xa y Xb unidos en forma alternativa al oligosacárido creciente se repiten hasta que el almidón es separado de la almidón sintasa

Síntesis de sacarosa

and the essential cofactor α‐lactalbumin