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