Aula 3 - Glicogênese e Glicogenólise (1) (2)

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Professor. MSc. Jonas Ferreira 
jonasalmeida1@fiponline.edu.br
BIOQUÍMICA
Glicogênese e 
Glicogenólise
Glicogênio
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Glicogênese: Síntese do glicogênio 
O glicogênio foi descoberto
em meados do século XIX.
Glicogenólise : Catabolismo do glicogênio 
Claude Bernard
Descobriu que um fermento (Enzima)
hepático liberava resíduos de um
açúcar redutor a partir do tecido
hepático.
matière glycogène
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• Estrutura e função do glicogênio 
Quando a dieta fornece temporariamente mais
carboidratos que o necessário para uso imediato
como combustível o excesso de glicose é
polimerizado como glicogênio.
Todas as células do corpo possuem pequenas
quantidades de glicogênio mas, o fígado e músculos
detém a maior parte deste polímero.
5 -10% 
1 - 2% 
Glicogênio
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Exemplo: Uma pessoa com 70kg
armazena cerca de 100g de glicogênio
no fígado e aproximadamente 400g em
seu musculo esquelético .
Essa energia armazenada em forma de glicogênio
é bem menor cerca de 1% quando comparada
com a energia armazenada como gorduras
(Triglicerídeos).
Glicogênio
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Se armazenar gorduras é mais eficiente 
energeticamente, porque o glicogênio é necessário ? 
Gorduras não podem ser convertidas em glicose
nos vertebrados, e não podem ser catabolizadas
anaerobicamente na glicólise.
Glicogênio
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• Quando há uma alta demanda energética a degradação
rápida do glicogênio fornece glicose para a glicólise em
segundos.
• O encéfalo que é um grande consumidor de energia
metabólica diferentemente dos músculos não consegue
utilizar ácidos graxos para produção de energia.
Os ácidos graxos de cadeia longa não conseguem
cruzar a barreira hematencefálica.
Glicogênio
Esgotam-se após 24hr de jejum. 
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O glicogênio é armazenado no citosol na forma de grânulos, chamados de
grânulos β, que variam em tamanho, estrutura e localização subcelular,
dependendo do tecido ou tipo celular.
• O tamanho dos grânulos β varia com o
estado de atividade e de alimentação.
• No musculo os grânulos β apresentam
diâmetro de 20-30nm e possuem até
55.000 resíduos de glicose e 2000
extremidades não redutoras.
• No fígado 20-40 grânulos β se agrupam
formando grânulos α ricos em proteínas
que chegam a 300nm.
Glicogênio
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Os grânulos β no musculo liberam glicose
mais rapidamente que os grânulos α do
fígado.
Isso está relacionada com as diferentes
necessidades metabólicas destes tecidos.
Glicogênio
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Todos os grânulos de glicogênio apresentam em
seu centro um dímero da proteína glicogenina, que
funciona como um indicador para síntese de polímeros
de D-Glicose.
No modelo em camadas do granulo β, o
dímero de glicogenina central está marcado por
camadas sobrepostas de cadeias de cerca de 13
resíduos de glicose em ligação (α1-4), com
ramificações unidas por ligações (α1-6).
Glicogênio
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Associadas a cada granulo β, estão
regiões eletrodensas ricas em
proteínas chamadas partículas ƴ.
Entre as proteínas associadas estão as
que sintetizam e degradam o glicogênio.
Glicogênio
Cadeia A
Cadeia B
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Glicogênio
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O mecanismo geral de armazenamento e mobilização da
glicose são os mesmos no musculo e no fígado.
Porem as enzimas diferem em aspectos sutis, mas
importantes, que refletem o papel importante do glicogênio
nesses tecidos.
Glicogênio
Glicogenólise
13
Glicogenólise
Glicogenólise
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No musculo esquelético e no fígado as unidades de glicose
das ramificações externas do glicogênio entram na via
glicolítica pela ação de três enzimas:
Glicogênio-fosforilase
Enzima de degradação do glicogênio 
Fosfoglicomutase 
Glicogenólise
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A glicogênio-fosforilase catalisa a reação na qual uma ligação
glicosídica (α1-4) entre dois resíduos de glicose é atacada por um Pi.
Isso remove o resíduo terminal na forma de α-D-Glicose-1-fosfato.
Essa reação de fosforólise é diferente da
hidrólise provocada pela amilase.
Na fosforólise uma parte da energia de
ligação é conservada na formação do éster
de fosfato Glicose-1-fosfato.
Piridoxal-fosfato
Cofator
Glicogenólise
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Ação da Glicogênio-fosforilase
O piridoxal-fosfato liga-se covalentemente
próximo ao sitio ativo da enzima, onde seu
grupo fosfato atua como catalisador ácido
geral promovendo o ataque pelo Pi a ligação
glicosídica.
Este papel é incomum, seu papel mais
característico é o de cofator no metabolismo
proteico.
Piridoxal-fosfato
Glicogenólise
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A glicogênio-fosforilase continua sua atividade sobre as extremidades não
redutoras das ramificações do glicogênio até chegar em um ponto a quatro
resíduos de glicose de distância de uma ramificação (A1-6), onde sua
ação é interrompida.
A degradação continua após a enzima de desramificação (oligo-(α1-
6)-(α1-4)-glicanotrasferase, catalisa duas reações sucessivas que
removem as ramificações.
Glicogenólise
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O resíduo de glicose resultante da ramificação
sofre hidrolise e é liberado.
A atividade da glicogênio-
fosforilase pode continuar.
Glicogenólise
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A glicose-1-fosfato liberada é convertida a glicose-
6-fosfato pela Fosfoglicomutase.
1º No musculo esquelético pode entrar na
via glicolítica gerando energia para
contração muscular.
2º No fígado o propósito é liberar glicose no
sangue quando os níveis estiverem baixos.
Glicogenólise
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Ação da Fosfoglicomutase
Glicogenólise
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No fígado o propósito é liberar glicose no sangue
quando os níveis estiverem baixos.
Isso requer a ação da glicose-6-fosfatase, presente
somente no fígado e rins.
Ela é uma proteína integral do Reticulo endoplasmático, 
com sitio ativo no lado luminal. 
Glicogenólise
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Glicogênese
23
Glicogênese 
Glicogênese
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A síntese do glicogênio ocorre em quase todos os tecidos
animais, mas é especialmente proeminetete no fígado e no
musculo esquelético.
O ponto de partida é a glicose-6-fosfato, ela pode ser derivada
da glicose livre em uma reação catalisada pelas Hexocinase I e II
no musculo e Hexocinase IV no fígado.
• Parte da glicose ingerida toma uma caminho diferente, ela é captada
pelos eritrócitos e transformada em lactado, que é captado pelo
fígado e convertido a glicose-6-fosfato pela gliconeogênese.
Ciclo de Cori
Glicogênese
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1º Fosforilação da glicose no carbono 6.
Hexocinase
Glicogênese
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2ºIsomerização da Glicose-6-fosfato.
Fosfoglicomutase
Glicogênese
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3º UDP-glicose.
UDP-glicose-pirofosforilase
Glicogênese
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A UDP-glicose é o doador imediato de resíduos de
glicose para a glicogênio-sintase.
Transfere o resíduo de glicose para a extremidade
não redutora de uma molecula ramificada de
glicogênio formando ligação (α1-4).
Glicogênese
29
Glicogênese
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A glicogênio-sintase não consegue formar ligações (α1-6) encontradas
nos pontos de ramificação, estas são formadas pela enzima de
ramificação de glicogênio chamada de Amilo-(1-4)-(1-6)- transglicosilase
ou Glicosil-4-6-trasferase.
Glicogênese
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A glicogênio sintase não consegue iniciar uma cadeia de glicogênio de
novo. Ela requer um fragmento iniciador, geralmente uma cadeia de
poliglicose (α1-4) pré formada.
A glicogenina é a chave para o início da síntese, atuando como iniciador e
enzima do processo.
Glicogênese
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Glicogênese e 
Glicogenólise