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METABOLISMO DEL GLUCOGENO
BIOSINTESIS
DEGRADACION
GLUCOGENO-GENESIS
GLUCOGENOLISIS
La síntesis y degradación de glucógeno está
cuidadosamente regulada entre sí para cumplir
con las necesidades energéticas de la célula
Estructura del glucógeno
OH
enzima ramificante
enlace 1,6
extremo no
reductor
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 -1,4)
•
Hidrólisis de los enlaces glucosídicos
en los puntos de ramificación
(uniones -1,6)
Enzimas que intervienen en el proceso
de degradación del GLUCOGENO
GLUCOGENO FOSFORILASA
AMILO- (1,6) GLUCOSIDASA
FOSFOGLUCOMUTASA
REACCIONES DE LA GLUCOGENOLISIS
• GLUCOGENO FOSFORILASA
GLUCOGENOn + Pi
GLUCOGENOn-1 + GLUCOSA-1-P
SE ELIMINA UN PUNTO DE RAMIFICACIÓN
• AMILO- (1,6)-GLUCOSIDASA
GLUCOGENOn + Pi
GLUCOGENO n-1 + GLUCOSA
MECANISMO DE DEGRADACION DEL
GLUCOGENO
EXTREMO NO
REDUCTOR
Molécula de glucógeno
Glucógeno
fosforilasa
Glu-1-P
Glucógeno
transferasa
Glucosidasa
uniones
-1,6
Glucosa
REGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS
ggGLUCOGENO FOSFORILASA
a) REGULACION ALOSTERICA:
Intervienen MODULADORES
b) REGULACION COVALENTE
Intervienen HORMONAS
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)
(inactiva)
FOSFORILASA (a)
(activa)
P
4 Pi
ATP
ADP
P
P
P
MECANISMO “en cascada” DE ACTIVACIÓN DE
GLUCOGENO FOSFORILASA
Adrenalina
Glucagón
+
Adenilato ciclasa
ATP
AMP
cíclico
+
Fosfodiesterasa
5’ AMP
Proteína quinasa A
Fosforilasa
quinasa b
(inactiva)
ATP
ADP
Glucógeno
Fosforilasa b
(inactiva)
Fosforilasa
quinasa a
(activa)
ATP
ADP Glucógeno
Fosforilasa a
(activa)
Pi
INSULINA
Proteína fosfatasa
Cuando y como se regula en HIGADO??
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 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-1fosfato
Biosintesis de carbohidratos
- Gluconeogénesis
- Glucogeno-génesis
Los procesos de biosíntesis no son nunca la simple
inversion de las correspondientes rutas catabólicas
BIOSINTESIS DE GLUCOGENO
GLUCOGENO-GENESIS
Tiene lugar principalmente en los
animales superiores.
Proceso activo después de una ingesta rica
en Hidratos de Carbono
PRECURSORES:
GLUCOSA
LACTATO
ALANINA
GLU
Glu-6-P
Glu-1-P
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 pirofosforilasa
GLU-1-P + UTP
UDP GLU + PPi
Glucogeno sintasa ó sintetasa
UDP GLU + Glucogeno (n)
Glucogeno (n+ 1) + UDP
Enzima ramificante :
Amilo (1,4
1,6) glucosil transferasa
Forma enlaces glicosídico (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
Hexoquinasa
UTP
Glucosa-6-fosfato
UDP-Glu fosforilasa
Fosfoglucomutasa
Glucosa-1-fosfato
UDP
UDP-Glucosa
REACCION DE LA GLUCOGENO
SINTASA
Uridina
n
UDPglucosa
Glucógeno (extremo no reductor)
Uridina
UDP
Nuevo extremo
no reductor
Glucógeno
sintasa
Gasto Energético en la Glucógeno-génesis
• Glucosa-6-P
1 ATP
• Activación de glucosa
(UDP + ATP = UTP + ADP)
1 UTP
• 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
Glucogeno
sintasa b
CH2OCH2O-
P
P
INACTIVA
ó Menos activa
Glucogeno
sintasa a
CH2OH
CH2OH
ACTIVA
Regulación Hormonal de la
GLUCÓGENO-GENESIS
Glucógeno sintasa
Hormonal
(+) Insulina
(-) Adrenalina ó Glucagón
Alostérica
(+) Glucosa-6-fosfato
(-)Ca++
(-) Glucógeno
MECANISMO “en cascada” DE ACTIVACIÓN DE
GLUCOGENO SINTASA
Adrenalina
Glucagón
+
Adenilato ciclasa
AMP
cíclico
+
ATP
Proteína quinasa A
Glucógeno
sintasa a
(activa)
ATP
ADP
Glucógeno
sintasa b
(inactiva)
Pi
Proteína fosfatasa
INSULINA
La biosíntesis y degradación están
coordinadamente reguladas
GLUCOSA
Fosforilación
INACTIVA
Fosforilación
ACTIVA
GLUCOSA-6-P
GLUCOGENO n-1
UTP
UDPG
GLUCOGENO (n)
GLUCOSA-1-P
UDPGpirofosforilasa
Glucógeno
UDP
sintetasa
Enzima
ramificante
GLUCOGENO n+1
Enzima
desramificante
Glucógeno
fosforilasa
Pi
DESTINO DE LOS PRODUCTOS DE LA
DESCARBOXILACION OXIDATIVA DE PIRUVATO
• ACETIL- CoA
• NADH
CICLO DE
KREBS
CADENA
RESPIRATORIA
Procedencia de la Acetil-CoA
Hidratos de
Carbono
Aminoácidos
PIRUVATO
ACETIL-CoA
b-Oxidación de
ácidos grasos
Cuerpos
cetónicos