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metabolisme glucogen, Apuntes de Bioquímica
Asignatura: Bioquimica basica, Profesor: Blanca Cutillas, Carrera: Infermeria, Universidad: UB
Tipo: Apuntes
2012/2013
1 / 25
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TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno TEMA 11. Metabolismo del glucógeno. Importancia y función del glucógeno. Degradación del glucógeno: glucógeno fosforilasa, enzima desramificante. Biosíntesis del glucógeno: glucógeno sintasa, enzima ramificante. Regulación hormonal y alostérica. Regulación diferencial en tejido muscular y hepáBco. Control coordinado de la síntesis y degradación del glucógeno. Principales enfermedades de depósito del glucógeno.
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
El contenido de GLUCÓGENO del hígado varía a lo largo del día
Gránulos de glucógeno Feduchi y cols. Bioquímica: conceptos esenciales. Panamericana 2011.
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Funciones del glucógeno en hígado y músculo
CO 2
Glucosa-‐6-‐P
Glucosa-‐1-‐P
GLUCÓGENO
GLUCÓLISIS
Lactato
MÚSCULO
Glucosa en
sangre
Gluconeogénesis
Glucosa-‐6-‐P Glucosa-‐6-‐
fosfatasa
Glucosa-‐1-‐P
GLUCÓGENO
HIGADO
Glucosa
ATP
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Degradación y biosíntesis del glucógeno
Glucosa Glucosa Glucosa-‐6-‐P Glucosa-‐1-‐P
GLUCÓGENO
UDP-‐Glucosa UTP **_Glucógeno fosforilasa
Enzima desramificante_** Pi Fosfoglucomutasa Glucosa-‐6-‐ fosfatasa (^) Hexoquinasa Pi ATP **_Glucógeno sintasa
Enzima ramificante UDP-‐glucosa pirofosforilasa_** Glucólisis, otras vías OJO, sólo en hígado Glucoquinasa hígado músculo
Glucogenolisis Glucogenogénesis
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Estructura del Glucógeno
Mark’s Basic Medical Biochemistry. A clinical approach. 3e. LWW. 2008.
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno Enlace
Glucógeno Glucógeno^ Pi fosforilasa Glucosa-‐1-‐P
- ACTIVIDAD TRANSFERASA
- ACTIVIDAD DESRAMIFICANTE
1. FOSFOROLISIS
Glucosa-‐6-‐P
- Fosfogluco mutasa
Polímero (α 1 ➔ 4) sin ramificaciones,
sustrato para la acción posterior de la fosforilasa. Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009.
Glucogenolisis
Enzima desramificador Enzima desramificador
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Degradación y biosíntesis del glucógeno
Glucosa Glucosa Glucosa-‐6-‐P Glucosa-‐1-‐P
GLUCÓGENO
UDP-‐Glucosa UTP **_Glucógeno fosforilasa
Enzima desramificante_** Pi Fosfoglucomutasa Glucosa-‐6-‐ fosfatasa (^) Hexoquinasa Pi ATP **_Glucógeno sintasa
Enzima ramificante UDP-‐glucosa pirofosforilasa_** Glucólisis, otras vías OJO, sólo en hígado Glucoquinasa hígado músculo
Glucogenolisis Glucogenogénesis
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Glucógeno sintasa
UDP-‐glucosa
a
Glucógeno (n+1)
Glucógeno (n)
Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009.
Glucógeno
sintasa
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Enzima ramificante
Enzima
ramificante
7 resíduos de Glu
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Generalidades:
- Las enzimas reguladoras catalizan reacciones irreversibles.
- Las primeras reacciones de la ruta metabólica suelen estar reguladas.
- Las isoenzimas específicas de tejido permiten regulación diferencial en los disGntos órganos.
- Las enzimas reguladoras catalizan etapas limitantes de la ruta.
- Muchas rutas Genen regulación por retroalimentación (inhibición por producto final).
- La regulación hormonal integra las rutas en los disGntos tejidos.
- Las hormonas regulan el metabolismo por:
- Cambios en el estado de fosforilación de las enzimas.
- Cambios en la regulación genéGca (inducción o represión génica).
ObjeGvos:
- Que la velocidad de la vía esté adaptada a las necesidades de la célula.
- Que las vías de síntesis y degradación no estén acGvas a la vez.
Mecanismos:
- Enzimas alostéricos (segundos o menos).
- Regulación hormonal (segundos a minutos).
- Regulación genéGca (horas).
Regulación de las rutas metabólicas
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Glucógeno fosforilasa
Ser-‐ Ser-‐ Proteína no fosforilada Proteína fosforilada Ser-‐OH Ser ADP ATP H 2 O Pi quinasa fosfatasa
Modificación covalente reversible:
fosforilación/desfosforilación.
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Regulación de la glucógeno fosforilasa (II)
GLUCOSA = INHIBIDOR ALOSTÉRICO.
2 Pi
Forma a (acGva).
GLU GLU
Forma b (poco
acGva).
2 GLU
fosfatasa
B) HÍGADO. ObjeGvo: mantener la [glucosa] constante en sangre.
A) REGULACIÓN POR MODIFICACIÓN COVALENTE C) REGULACIÓN ALOSTÉRICA
2 ADP
Fosforilasa b quinasa 2 ATP p Forma a (acGva). Forma b (poco acGva). 2 Pi Fosforilasa a fosfatasa
B) REGULACIÓN HORMONAL
GLUCAGÓN Cascada de fosforilaciones
Forma a (acGva). p
p p
p^ p
GLU GLU
TEMA 11. Metabolismo del glucógeno
Acción de la adrenalina y el glucagón sobre el metabolismo del glucógeno
AC Glucógeno fosforilasa b (^) Glucógeno fosforilasa a ATP C C PKA^ acGva
ADRENALINA
(músculo e hígado)
GLUCAGÓN
(sólo en hígado) PKA Glucógeno sintasa ATP
GLUCOGENOGÉNESIS
GLUCÓGENO GLUCOSA-‐1-‐P
GLUCOGENOLISIS
ATP Fosforilasa quinasa P Fosforilasa quinasa acGva Proteína cAMP ATP kinasa A (PKA) C C (^) R R Adenilato ciclasa cAMP
1x
10x
100x
1.000x
10.000x
Glucógeno sintasa acGva P P C C