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METABOLISMO DEL GLUCÓGENO TP N° 3 PROBLEMAS DE APLICACIÓN TP N° 3 - PROBLEMAS DE APLICACIÓN Problema 4- Glucogenólisis: A partir del glucógeno por la acción secuencial de dos enzimas se libera glucosa-1-fosfato y glucosa: Glucógeno fosforilasa (Hígado) Enzima desramificante (función: transferasa y glicosidasa) a)- ¿En qué situaciones fisiológicas se activa esta vía? AYUNO Liberación de GLUCAGÓN (baja glucemia) + Glucógeno fosforilasa (Hígado) GLUCÓGENO Glucosa-1P a)- ¿En qué situaciones fisiológicas se activa esta vía? ESTRES Liberación de ADRENALINA (necesidad de lucha, huir) + AMP Adenilato ciclasa AMP cíclico + Glucógeno fosforilasa (Músculo) GLUCÓGENO Glucosa-1P Problema 4- Glucogenólisis b)- Mediante un esquema realice las reacciones involucradas. Nombre las enzimas. 1- Glucógeno fosforilasa (libera Glu-1P) 2- Enzima desramificante, con funciones: transferasa (oligo alfa (1,4) alfa(1,4)glucantransferasa alfa-1,6-glicosidasa (libera Glucosa sin fosforilar) 3- Fosfoglucomutasa (transforma Glu-1P a Glu-6P) 4- Glu-6P fosfatasa (libera Glucosa al torrente sanguíneo en Hígado) Glucogenolisis Glu-6-P Glucógeno fosforilasa Enzima desramificante Enzima desramificante (1,41,4) glucanotransfersa (16) glucosidasa Glucosa Glu-6-P Glucógenolisis (otro esquema simplificador !….) -1P -1P Glucosa-1P Glucosa Glucógeno fosforilasa Glucosa-1P Enzima desramificante Problema 4- Glucogenólisis c)- Una de estas enzimas es un ejemplo importante de regulación por modificación covalente. Analice su comportamiento con un esquema simple REGULACION POR MODIFICACION COVALENTE Modificación de la actividad de la Glucógeno fosforilasa mediante fosforilación: fosforilasa b (poco activa) no está fosforilada, la fosforilasa a (muy activa) está FOSFORILADA. Esta regulación está sometida a control hormonal. (+) Insulina Fosforilasa fosfatasa (PPT) Glucagón (higado) Fosforilasa quinasa Adrenalina Ca2+, AMP , músculo) Adrenalina (músculo) Glucagón (hígado) Célula hepática o muscular Problema 5- Glucogenogénesis: En animales, el exceso de glucosa disponible de los glúcidos de la dieta se almacenan en forma glucógeno. a- ¿En que situaciones fisiológicas se activa esta vía? b-. Considerando el punto de inicio de la síntesis como glucosa-6-fosfato, esquematice las reacciones involucradas señalando las enzimas que las catalizan. c- Una de ellas se regula de manera recíproca a la enzima de la glucogenólisis. Analice su comportamiento a- ¿En que situaciones fisiológicas se activa esta vía? Cuando la Glucógeno sintasa (GS) está fosforilada es poco activa (GSb), mientras que cuando se encuentra desfosforilada es muy activa (GSa). Esta regulación está sometida a control hormonal. PERÍODO POSTPRANDIAL (hiperglucemia al final de la ingesta) Liberación de INSULINA P (+) Glucógeno sintasa “b” (poco activa) GLUCÓGENO P Fosfatasa Glucógeno sintasa “a” (activa) Glucosa-1P GLUCOGENOGENESIS ¿Qué enzimas están involucradas? 1) Fosforilación de Glucosa en el C-6 por acción de hexoquinasas (Glucoquinasa) 2) Formación de Glucosa-1P, a partir de Glucosa-6P por acción de fosfoglucomutasa 3) “Activación” de Glucosa-1P, a UDP-Glucosa por acción de UDP-glucosa pirofosforilasa 4) Elongación de la cadena de Glucógeno: adición de Glucosa en una molécula de Glucógeno preexistente o a la proteína Glucogenina por acción de glucógeno sintasa 5) Formación de ramificaciones por acción de enzima ramificante GLUCOGENOGENESIS b-. Considerando el punto de inicio de la síntesis como glucosa6-fosfato, esquematice las reacciones involucradas señale las enzimas Etapa 1) Fosforilación de Glucosa en el C-6 por acción de hexoquinasas Repasar Vía Glicolítica……q Etapa 2) Formación de Glucosa-1P Fosfoglucomutasa (Mg2+, Glu 1,6 bisP) Glucosa-6-P Glucosa-1-P Etapa 3) “Activación” de Glucosa-1P UDP-glucosa pirofosforilasa Glucosa-1-P + UTP UDP-Glucosa + 2 Pi pirofosfatasa PPi GLUCOGENOGENESIS Etapa 4) Elongación de la cadena de Glucógeno Glucógeno sintasa UDP-Glucosa + Glucógeno (n) (preexistente ó “Glucogenina”) Glucógeno (n+ 1) + UDP Etapa 5) Ramificación: una enzima ramificante (amilo (1,4 →1,6)- glucosil transferasa) traslada una cadena terminal de unos seis o siete residuos de glucosa, a un grupo hidroxilo situado en la posición 6 de un residuo de glucosa en el interior del polímero formándose enlaces (1->6) en los puntos de ramificación. Enzima ramificante Punto de ramificación (α-1,6) Extremos no reductores c- Una de ellas se regula de manera recíproca a la enzima de la glucogenólisis. Analice su comportamiento Glucógeno sintasa Regulación de la GLUCÓGENO-GENESIS Glucógeno sintasa Hormonal (+) Insulina (-) Adrenalina ó Glucagón Regulación de la modificación covalente Alostérica (+) Glucosa-6-fosfato (-)Ca++ (-) Glucógeno Glucógeno sintasa MODIFICACIÓN COVALENTE regulada por hormonas Cuando la Glucógeno sintasa (GS) está fosforilada es poco activa (GSb), mientras que cuando se encuentra desfosforilada es muy activa (GSa). Esta regulación está sometida a control hormonal. INSULINA (+) Fosfatasa Sintasa B P ADRENALINA GLUCAGÓN Sintasa A (muy activa) (poco activa) (+) ADP P Quinasa ATP Problema 6- En condiciones de hipoglucemia se libera la hormona glucagón, debido a su acción se incrementan los niveles de AMPc intracelular. Fundamente cómo se encontrarán los siguientes procesos en esta condición y sus consecuencias para la glucemia: a) glucogenogénesis. b) glucogenólisis Problema 6 HIPOGLUCEMIA GLUCAGÓN - + GLUCÓGENOGENESIS GLUCEMIA GLUCÓGENOLISIS 7- En condiciones de hiperglucemia, se libera la hormona insulina. Esta hormona, entre otros efectos, activa enzimas con acción de proteínas fosfatasas. Argumente cómo se encontrarán los siguientes procesos en tal condición y señale sus consecuencias para la glucemia: a) glucogenogénesis. b) glucogenólisis Problema 7 HIPERGLUCEMIA INSULINA - + GLUCÓGENOGENESIS GLUCEMIA GLUCÓGENOLISIS LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). Bibliografía 1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). 3- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010). 4- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis.