Sntesis y degradacin del glucgenoBioqumica Facultad de Enfermera Universidad de la Repblica ESFUNO 2011 Amalia vila

Metabolismo del glucgeno La glucosa es la principal fuente de energa de los organismos vivos FUENTES: Dieta Polisacridos de reserva (glucgeno en los animales)

El exceso de glucosa puede ser convertido en glucgeno para su almacenamiento. La sntesis y degradacin del glucgeno son particularmente importantes en el hgado y el msculo. Ambos procesos ocurren en el citosol celular. Hasta 10% del peso de los hepatocitos y 1-2% del peso de las fibras musculares el papel metablico del glucgeno heptico y muscular es diferente.

Glucgeno

El glucgeno se almacena en el citosol de las clulas en forma de grnulos Particulas : 21 nm diam, 55000 residuos Glc, 2000 extremos no reductores. Rosetas : agrupacin de 20 40 particulas Los grnulos contienen adems las enzimas necesarias para la sntesis y degradacin del glucgeno y su regulacin. Ventajas del almacenamiento de glucgeno Escasa contribucin a la osmolaridad del citosol Baja difusibilidad Captacin celular de glucosa

GlucogenlisisLa degradacin del glucgeno requiere la accin de 2 enzimas

Glucgeno fosforilasa Dmero Acta repetitivamente sobre los extremos no reductores del glucgeno liberando glucosa-1-fosfato. cliva enlaces 14 pero no los 16 La reaccin catalizada por la enzima es una fosforlisis El producto de la accin de esta enzima son unidades de G-1-P y molculas de glucgeno con ramificaciones de 4 residuos (ramas lmite)

Desramificacin

Enzima desramificante: 2 actividades Transferasa 16 glucosidasa (hidrlisis)

Productos de la glucogenlisis 90% Glc-1-P 10% glucosa

Muchos extremos no reductores rpida movilizacin del glucgeno.

Termodinmica de la glucogenlisisG = +3,1 kJ/mol

en condiciones celulares [Pi]>>[Glc-1-P], haciendo que la reaccin sea irreversible in vivo.G = -7,3 kJ/mol

Conversin de Glc-1-P en Glc-6-P

Reaccin catalizada por la fosfoglucomutasa En condiciones intracelulares la mezcla contiene 95% Glc-6-P.

Destino de la glucosa-6-P Hgado: glucosa plasmtica Msculo: gluclisis

Sntesis de glucgeno (glucogenognesis) No puede ocurrir por inversin de la reaccin de la glucgeno fosforilasa. La formacin del enlace glucosdico es endergnica, por lo que es necesario activar los monosacridos antes de incorporarlos al glucgeno. El punto de partida de la sntesis de glucgeno es la glucosa. En el proceso intervienen 4 enzimas

Conversin de glucosa a glucosa-1-P

Reaccin catalizada por la hexoquinasa muscular o la glucoquinasa heptica Va alternativa que involucra eritrocitos e hgado

Biosntesis de UDP-glucosa

G = -25 kJ/mol

UDP-glucosa pirofosforilasa La hidrlisis del PPi por la pirofosfatasa inorgnica es exergnica y hace que el proceso global (condensacin + hidrlisis del PPi) sea exergnico. Sntesis de UDP-glucosa: Activa a la glucosa para su incorporacin al glucgeno Separa pools de glucosa con distinto rol metablico

Elongacin de una cadena de glucgeno preexistente

G = -13,4 kJ/mol

UDP-glucosa es el dador de grupos glucosilo en la sntesis de glucgeno Glucgeno sintasa Tetrmero Forma enlaces glucosdicos 14 Elonga cadenas de glucgeno de por lo menos 4 residuos de glucosa (requiere CEBADOR)

Sntesis del cebadorGLUCOGENINA Cataliza la sntesis de una molcula naciente de glucgeno hasta los 8 residuos de glucosa. Utiliza UDP-glucosa

Enlaces glucosdicos 14cuando se alcanzan los 8 residuos la glucogeno sintasa continua adicionando restos glucosilo. La glucogenina permanece covalentemente unida al nico extremo reductor de la molcula de glucgeno

Formacin de ramificaciones

Enzima ramificante Transfiere un fragmento terminal de 6-7 residuos desde un extremo no reductor Sintetiza enlaces glucosdicos 16 La rama de la que se extrae el fragmento debe tener al menos 11 resduos

Regulacin de la glucogenlisis1- Regulacin covalente

Fosforilasa a (activa) Fosforilasa b (menos activa)

Regulacin de la glucogenlisis1- Regulacin alostrica

No est mediada por hormonas Acta ms rpidamente que la regulacin covalente

Regulacin de la sntesis de glucgeno1- Regulacin covalente

Sintasa I (a) desfosforilada ms activa Sintasa D (b) fosforilada menos activa

2- Regulacin alostrica Glc-6-P modulador alostrico + de la sintasa b En el msculo en actividad predomina la sintasa b, activa solo con altas concentraciones de G-6-P

Las imgenes incluidas en esta presentacin son del dominio pblico y no se pretendi violentar ningn derecho de copyright