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