METABOLISMO DEL GLUCOGENO
BIOSINTESIS
DEGRADACION GLUCOGENOLISIS
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
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 a-1,4)
• Hidrólisis de los enlaces glucosídicos en los puntos de ramificación (uniones a-1,6)
Enzimas que intervienen en el proceso de degradación del GLUCOGENO
GLUCOGENO FOSFORILASA
AMILO-a (1,6) GLUCOSIDASA
FOSFOGLUCOMUTASA
GLUCOGENOn + Pi GLUCOGENO n-1 + GLUCOSA
REACCIONES DE LA GLUCOGENOLISIS
• GLUCOGENO FOSFORILASA
• AMILO- a(1,6)-GLUCOSIDASA
GLUCOGENOn + Pi GLUCOGENOn-1 + GLUCOSA-1-Puniones a-1,4
uniones a-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 a-1,6
Glucógeno transferasa
Glucosidasa Glucosa
REGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS
a) REGULACION ALOSTERICA: Intervienen MODULADORES
b) REGULACION COVALENTE
Intervienen HORMONAS
ggGLUCOGENO FOSFORILASA
a) REGULACION ALOSTERICA : AMP/ATP
b) REGULACION HORMONAL: Intervienen 3
hormonas
1)INSULINA
2) GLUCAGON (Hepatocito)
3) ADRENALINA (Células musculares)
Regulacion covalente de la GLUCOGENO FOSFORILASA
• Es activa cuando está fosforilada
• Es inactiva cuando está desfosforilada
Esquema de la regulacion covalente de la glucógeno fosforilasa
• FOSFORILASA (b) FOSFORILASA (a)
(inactiva) (activa)
P P
P PADPATP
4 Pi
AdrenalinaGlucagón
Adenilato ciclasa
ATP AMPcíclico
5’ AMP
Proteína quinasa A
Fosforilasaquinasa b(inactiva)
Fosforilasaquinasa a(activa)
Glucógeno Fosforilasa b(inactiva)
GlucógenoFosforilasa a(activa)
INSULINA Proteína fosfatasa
ATP ADP
ATP ADP
Pi
+
+
Fosfodiesterasa
MECANISMO “en cascada” DE ACTIVACIÓN DE GLUCOGENO FOSFORILASA
Cuando BAJAN los niveles de glucosa sanguínea
• Se libera glucagón del páncreas
• Se activa la adenilato ciclasa y en consecuencia la glucógenolisis.
• Sobre glucosa 6-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)
• Aumentan los niveles de AMP
• Se libera ADRENALINA
• Se activa la enzima y se libera glucosa-1-fosfato
Biosintesis de carbohidratos
- Gluconeogénesis
- Glucogeno-génesis
Los procesos de biosíntesis no son nunca la simple inversion 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-PCitoplasma 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 + PPi
Glucogeno sintasa ó sintetasaUDP GLU + Glucogeno (n)
Glucogeno (n+ 1) + UDPUnión a-1,4
Enzima ramificante :
Amilo a(1,4 1,6) glucosil transferasa
Forma enlaces glicosídico a(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 la UDP.-Glu
Glucosa-1-fosfato
Glucosa-6-fosfato
Glucosa
Hexoquinasa
Fosfoglucomutasa
UDP-Glucosa
UDP-Glu fosforilasaUTP
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 y una unión rica en energía.
Regulacion de la Glucógenogenesis
Hay una regulación recíproca entre la glucógenogenesis y la glucógenolisis
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
AdrenalinaGlucagón
Adenilato ciclasa
ATP AMPcíclico
Proteína quinasa A
Glucógeno sintasa a (activa)
Glucógeno sintasa b(inactiva)
INSULINAProteína fosfatasa
ATP ADP
+
+
MECANISMO “en cascada” DE ACTIVACIÓN DE GLUCOGENO SINTASA
Pi
GLUCOSA
GLUCOSA-6-P
GLUCOGENO n+1
GLUCOSA-1-P
UDPG
UTP
UDPG-pirofosforilasa
Glucógeno sintetasa Glucógeno
fosforilasa
Pi
GLUCOGENO (n)
Enzima ramificante
GLUCOGENO n-1
La biosíntesis y degradación están coordinadamente reguladas
FosforilaciónINACTIVA
FosforilaciónACTIVA
UDP
Enzima desramificante
DESTINO DE LOS PRODUCTOS DE LA DESCARBOXILACION OXIDATIVA DE PIRUVATO
• ACETIL- CoA
• NADH CADENA RESPIRATORIA
CICLO DE KREBS
Procedencia de la Acetil-CoA
ACETIL-CoA
AminoácidosPIRUVATO
b-Oxidación de ácidos grasos
Cuerpos cetónicos
Hidratos de Carbono