aula 5 - regulação do metabolismo carboidratos
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Regulação da Glicólise/Gliconeogênese
e desvio das pentoses
Prof. Uderlei Covizzi
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Regulação 1ª reação glicólise
Glicose
Glicose 6-P
Glicose 6 fosfatase
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Regulação glicoquinase e glicose 6-fosfatase
Na concentração de glicose sanguínea (5mM), a glicoquinase trabalha em velocidade equivalente a ¼ VMAX
• O alto Km regula a glicoquinase e também a glicose 6-fosfatase
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Regulação glicoquinase e glicose 6-fosfatase
Glicólise: A glicose 6-P é um potente inibidor da Glicoquinase
O↑ [glicose 6-P] desloca a reação da glicose 6-fosfatase para a produção de glicose (gliconeogênese)
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Regulação 3ª reação glicólise
Frutose 6-P
Frutose 1,6 bi-P
ATP
ADPPFK1
Frutose 1,6 Bi fosfatase
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Regulação da glicólise - gliconeogênese
Frutose 6-P Frutose 1,6-BiP
ATP ADP
Pi H2O
Fosfofrutoquinase1 (PFK1)
Frutose 1,6 bifosfatase
(─) Frutose 2,6 bi-P, AMP
(+) Frutose 2,6 bi-P, AMP, ADP(─) Citrato, ATP
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Regulação da PFK1 e frutose 1,6 bifosfatase
GLICÓLISE (PFK1)• – inibido por ATP (não gasto de energia) e Citrato
(velocidade de acordo com ciclo de Krebs)• – Ativado por frutose 2,6 bi-P
GLICONEOGÊNESE (Frutose 1,6 bifosfatase )• - Inibido por frutose 2,6 bi-P
A frutose 2,6 bi-P é o principal regulador dessa etapa
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Enzima PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase
• Enzima bifuncional• Se estiver fosforilada funciona como frutose
2-6 bifosfatase• Se estiver desfosforilada funciona como PFK2
PFK2 FRUTOSE 2,6 BIFOSFATASE
P
PFK2 FRUTOSE 2,6 BIFOSFATASE
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Enzima PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase
• Fosforilação da enzima bifuncional
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Enzima Bifuncional
Frutose 2,6 Bifosfatase / PFK-2
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Produção da Frutose 2,6-bifosfato
PFK2
PFK2
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Regulação alostérica da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase
PFK2
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Regulação alostérica da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase
• PFK2 • Inibida por fosfoenolpiruvato - PEP (regula
a velocidade da glicólise)
• Frutose 2,6 bifosfatase• Inibida por frutose 6-P (produto da reação)• Ativado por PEP
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Regulação hormonal da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase
• Glucagon – ativa gliconeogênese• Insulina – ativa glicólise
PFK2PFK2
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Regulação hormonal da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase
•Glucagon: ↑AMPc, ativa quinase que fosforila a enzima bifuncional (atividade de frutose 2,6 bifosfatase)
↓ frutose 2,6 bi-P:inibe PFK1 (glicólise) ativa frutose 1,6 bifosfatase (gliconeogênese)
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Regulação hormonal da PFK2 e frutose 2,6 bifosfatase
• Insulina: ↓AMPc, ativa fosfatase que desfosforila a enzima bifuncional (atividade de PFK2)
↑ frutose 2,6 bi-P:
ativa PFK1 (glicólise)inibe frutose 1,6 bifosfatase (gliconeogênese)
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Regulação alostérica 10ª reação da glicólise - Enzima piruvato quinase (PK)
Inibida por alanina ativada por frutose 1,6 bi-P
FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)
ADP
ATPPIRUVATO QUINASE
PIRUVATO
- alanina (fígado)
+ frutose 1,6 bi-P
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Regulação hormonal da Piruvato quinase (PK)
PIRUVATO QUINASE
(ativa)
PIRUVATO QUINASE
(inativa)P
quinase
fosfatase
Glucagon: [AMPc]
+
Insulina: [AMPc]
+
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Regulação hormonal da Piruvato quinase (PK)
•Glucagon: • ↑AMPc, ativa quinase que fosforila
a enzima PK (inativa a glicólise)
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Regulação hormonal da Piruvato quinase (PK)
• Insulina: • ↓AMPc, ativa fosfatase que
desfosforila a enzima PK (ativa a glicólise)
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Regulação alostérica da Piruvato carboxilase
• O que ativa a piruvato quinase inibirá a piruvato carboxilase e vice-versa, então:• Alanina: ativa piruvato carboxilase • Frutose 1,6 bi-P: inibe piruvato carboxilase• Acetil-CoA derivada de ácidos graxos ativa
piruvato carboxilase
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Regulação da Fosfoenolpiruvato carboxiquinase (PEPCK)
Os genes da PEPCK são induzíveis por um fator de transcrição (CREB) • Glucagon e adrenalina: ↑AMPc que ativa
quinase, que fosforila o CREB (ativa a transcrição)• Os glicocorticóides também ativam a síntese de PEPCK
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Regulação desvio das pentoses
A regulação desta via depende das necessidades da célula:
NECESSITA SOMENTE DE NADPH: fase oxidativa ativada para (produção NADPH). A fase não oxidativa também ativada para que não ocorra acúmulo de ribose-5P.
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Regulação desvio das pentoses
NECESSITA SOMENTE DE RIBOSE -5P: a fase oxidativa inibida (NADPH é inibidor das desidrogenases). Fase não oxidativa ativada. gliceraldeído-3P e frutose-6P da glicólise → ribose-5P.
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Regulação desvio das pentoses
NECESSITA DE NADPH E DE RIBOSE-5P: somente a fase oxidativa estará ativa para produzir o NADPH e a ribulose-5P que será convertida em ribose-5P.