metabolismo del glucogeno biosintesis degradacion glucogenolisis glucogeno-genesis la síntesis y...
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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
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Estructura del glucógeno
enlace 1,6
extremo no reductor
enzima ramificante
OH
OH
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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
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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)
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Enzimas que intervienen en el proceso de degradación del GLUCOGENO
GLUCOGENO FOSFORILASA
AMILO-a (1,6) GLUCOSIDASA
FOSFOGLUCOMUTASA
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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
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MECANISMO DE DEGRADACION DEL GLUCOGENO
EXTREMO NO REDUCTOR
Molécula de glucógeno
Glucógeno fosforilasa
Glu-1-P
uniones a-1,6
Glucógeno transferasa
Glucosidasa Glucosa
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REGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS
a) REGULACION ALOSTERICA: Intervienen MODULADORES
b) REGULACION COVALENTE
Intervienen HORMONAS
ggGLUCOGENO FOSFORILASA
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a) REGULACION ALOSTERICA : AMP/ATP
b) REGULACION HORMONAL: Intervienen 3
hormonas
1)INSULINA
2) GLUCAGON (Hepatocito)
3) ADRENALINA (Células musculares)
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Regulacion covalente de la GLUCOGENO FOSFORILASA
• Es activa cuando está fosforilada
• Es inactiva cuando está desfosforilada
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Esquema de la regulacion covalente de la glucógeno fosforilasa
• FOSFORILASA (b) FOSFORILASA (a)
(inactiva) (activa)
P P
P PADPATP
4 Pi
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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
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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??
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Cuando AUMENTAN los niveles de glucosa sanguínea
Se libera Insulina del páncreas
Se estimula la actividad fosfatasa
Se inhibe la glucógeno fosforilasa
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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
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Biosintesis de carbohidratos
- Gluconeogénesis
- Glucogeno-génesis
Los procesos de biosíntesis no son nunca la simple inversion de las correspondientes rutas catabólicas
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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
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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.
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Enzimas que intervienen en el proceso de sintesis de glucógeno o glucógeno-genesis
Fosfoglucomutasa
UDP-glucosa pirofosforilasa
Glucogeno sintasa
Enzima ramificante
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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
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Enzima ramificante :
Amilo a(1,4 1,6) glucosil transferasa
Forma enlaces glicosídico a(1,6) para las ramificaciones de la molécula de glucógeno
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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
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UDP-glucosa
Glucógeno (extremo no reductor)
UDPGlucógeno sintasa
Nuevo extremo no reductor
REACCION DE LA GLUCOGENO SINTASA
n
Uridina
Uridina
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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.
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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
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Hormonal(+) Insulina(-) Adrenalina ó Glucagón
Regulación Hormonal de la GLUCÓGENO-GENESIS
Alostérica
(+) Glucosa-6-fosfato(-)Ca++
(-) Glucógeno
Glucógeno sintasa
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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
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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
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DESTINO DE LOS PRODUCTOS DE LA DESCARBOXILACION OXIDATIVA DE PIRUVATO
• ACETIL- CoA
• NADH CADENA RESPIRATORIA
CICLO DE KREBS
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Procedencia de la Acetil-CoA
ACETIL-CoA
AminoácidosPIRUVATO
b-Oxidación de ácidos grasos
Cuerpos cetónicos
Hidratos de Carbono