SNTESE E DEGRADAO DO GLICOGNIO O glicognio a forma de armazenamento de acares nas clulas animais, como o amido o nas vegetais. uma molcula ramificada, constituda por unidades de glicose em ligao glicosdica 1-4, com ramificao onde a ligao 1-6. O peso molecular pode chegar a 100 milhes. rgos que mantm depsitos de glicognio: Fgado, at 6 % do seu peso aps uma refeio rica em carboidratos; Msculo esqueltico, at 0,7 %. A funo do glicognio heptico a manuteno da glicemia entre as refeies, ou seja, uma reserva de glicose que pode ser exportada para outros rgos (como o crebro, cuja energia exclusivamente derivada da glicose,) quando necessrio. O glicognio muscular, ao contrrio, no pode ser exportado. usado pela prpria fibra como fonte emergencial de energia quando a necessidade desta muito intensa, p.ex. uma corrida veloz.

Ao contrrio da alosteria, em que os efetores ligam-se enzima apenas por ligaes fracas, na modulao covalente a enzima modificada covalentemente por duas outras enzimas: uma quinase fosforila a enzima s custas de ATP, e uma fosfatase remove o grupo fosfato da enzima fosforilada. A modulao covalente energticamente cara, pois necessita duas outras protenas e ATP para regular enzima a atividade de uma enzima. Ao contrrio, na alosteria a enzima controlada pelas concentraes relativas de seus efetores e a afinidade da enzima por estes. fosfato

Fosforilao - Defosforilaofosfatase

substrato

inativa

quinase

ativa

A regulao do metabolismo intermedirio, por exemplo, sntese e degradao de lipdeos e carboidratos envolve etapas de alosteria e modulao covalenteEm resposta ao hormnio adrenalina ou epenifrina, h um aumento da concentrao de glicose circulante, preparando o organismo para luta ou fuga. Na primeira etapa dessa resposta metablica, a adrenalina ativa por alosteria a enzima de membrana adenilato ciclase, formando AMP cclico. Numa segunda etapa de alosteria, o AMP cclico ativa a protena quinase A (PKA), ligando-se sua unidade regulatria e liberando a unidade cataltica ativa. Na terceira etapa, ocorre modulao covalente em que a PKA fosforila a fosforilase quinase, tornando-a ativa. Na quarta etapa, tambm por modulao covalente, a fosforilase quinase fosforila a glicognio fosforilase, ativando-a. Por fim, esta hidrolisa diretamente o glicognio liberando glicose-1-fosfato para a via glicoltica.

METABOLISMO NORMAL DO GLICOGNIO A sntese e degradao do glicognio envolvem conjuntos separados de enzimas funcionando de forma irreversvel, ou seja, o processo de degradao no o inverso da sntese. Ao todo h pelo menos 8 enzimas envolvidas. Basta que uma falte para que a sntese ou degradao fiquem comprometidas, ou a molcula de glicognio pode ser anormal. Alm disso, h enzimas que tm formas diferentes em rgos diferentes. P. ex., a fosforilase heptica, a primeira enzima da via de degradao, diferente da fosforilase muscular. A falta congnita de uma no influencia o nvel da outra.

DEGRADAO DO GLICOGNIO 1. Consiste na Remoo sucessiva de resduos de glicose, a partir das extremidades no redutoras por Ao da GLICOGNIO FOSFORILASE. 2. A glicognio fosforilase catalisa a reao de fosforlise da Ligao E-1,4 liberando um resduo de glicose 1-fosfato. 3. A ao da glicognio fosforilase segue ao longo da cadeia liberando um a um os resduos de glicose 1-fosfato e para sua ao 4 resduos antes de um ponto de ramificao.

AO DE UMA ENZIMA COM DUAS AES NA MOLCULA DE GLICOGNIO. Quando a glicognio fosforilase se encontra frente a um ponto de ramificao da molcula do glicognio, entra em ao uma enzima que possui duplo mecanismo de ao: 1. TRANSFERASE. Age transferindo 3 dos 4 resduos de glicose remanescentes junto ramificao para uma outra extremidade da cadeia de glicognio formando uma nova ligao E-1,4.

2. Ao de E-1,6 GLICOSIDASE. Age hidrolisando o resduo remanescente ligado cadeia principal por ligao E1,6.

Aps ao dessa enzima a glicognio fosforilase segue atuando, ou seja, retirando os resduos de glicose 1-fosfato.

Os resduos de Glicose 1-fosfato so convertidos em Glicose 6-fosfato pela FOSFOGLICOMUTASE.

Fosfoglicomutase

Glicose-6-fosfato Glicose-1-fosfato

A Glicose 6-fosfato poder seguir dois caminhos de acordo com a condio fisiolgica: 1. Pode seguir a via glicoltica formando lactato nos msculos. 2. Pode sofrer a ao da glicose 6-fosfatase, que retira o fosfato do carbono 6 da molcula de glicose no fgado, e ser liberada na circulao sangnea na forma de glicose.

Consiste na repetida adio de molculas de glicose onde esta deve ser incorporada molcula do glicognio sob a forma ativada, ou seja, ligada a um nucleotdio de uracila, constituindo a UDP-G (uridina difosfato glicose).

COMO OCORRE A FORMAO DO UDP-G 1. A glicose fosforilada pela HEXOQUINASE e convertida em GLICOSE 6FOSFATO.

2. A glicose 6-fosfato FOSFOGLICOMUTASE.

convertida

em

glicose

1-fosfato

pela

3. Incorporao da molcula de UTP (uridina trifosfato) molcula de glicose 1fosfato pela ao da GLICOSE 1-FOSFATO URIDIL TRANSFERASE.

Essa molcula incorporada a uma pequena molcula de glicognio (molcula iniciadora) pela GLICOGNIO SINTASE.

RAMIFICAO DO GLICOGNIO NASCENTE Enzima ramificadora (E 1,4pE 1,6 transglicosilase) 1. Transfere um segmento de 6-7 resduos glicosdicos da extremidade no redutora da cadeia poliglicosdica composta de pelo menos 11 resduos, ao grupo OH do carbono C-6 de um resduo de glicose da cadeia externa a uma outra glicose mais interna. 2. Tem que ser ao menor a 4 unidades de distncia da ltima ramificao. 3. A ao combinada da sintase e da ramificadora faz com que o glicognio seja sintetizado rapidamente.

Insulina e GlucagonInsulina o hormnio responsvel pela reduo da glicemia (taxa de glicose no sangue), ao promover o ingresso de glicose nas clulas. Ela tambm essencial no consumo de carboidratos, na sntese de protenas e na armazenagem de lipdios (gorduras). produzida nas ilhotas de Langerhans, clulas do pncreas endcrino. Ela age em uma grande parte das clulas do organismo, como as clulas presentes em msculos e no tecido adiposo, apesar de no agir em clulas particulares como as clulas nervosas. A insulina uma protena de estrutura qumica plenamente conhecida, e pode ser sintetizada a partir de diversos animais. Mais recentemente, surgiram os medicamentos anlogos de insulina, que no so propriamente a insulina em si, mas molculas de insulina modificadas em laboratrio. Quando a produo de insulina deficiente, a glicose se acumula no sangue e na urina, matando as clulas de fome: a diabetes mellitus. Para pacientes nessa condio, a insulina provida atravs de injees, ou bombas de insulina. O controle na produo de insulina pelo corpo um exemplo de sistema de feedback.

O Glucagon um hormnio polipeptdeo produzido nas clulas alfa das ilhotas de Langerhans do pncreas e tambm em clulas espalhadas pelo trato gastrointestinal. So conhecidas inmeras formas de glucagon, sendo que a forma biologicamente ativa tem 29 aminocidos. A palavra glucagon deriva de gluco, glucose (glicose) e agon, agonista, ou agonista para a glicose. Sua ao mais conhecida aumentar a glicemia, contrapondo-se aos efeitos da insulina. O glucagon age na converso do ATP (trifosfato de adenosina) a AMP-cclico, composto importante na iniciao da glicogenlise, com imediata produo e liberao de glicose pelo fgado. Em condies normais, a ingesto de glicose suprime a secreo de glucagon. H aumento dos nveis sricos de glucagon durante o jejum. A secreo de glucagon estimulada por aminocidos e alguns peptdeos gastrointestinais; sua secreo inibida pela somatostatina e por cidos graxos livres.

A insulina possui trs efeitos principais: 1.Estimula a captao de glicose pelas clulas (com exceo dos neurnios e hepatcitos); 2.Estimula o armazenamento de glicognio heptico e muscular (glicognese); e 3.Estimula o armazenamento de aminocidos (fgado e msculos) e cidos graxos (adipcitos). Como resultado dessas aes, h a queda gradual da glicemia (hipoglicemia) que estimula as clulas E-pancreticas a liberar o glucagon. Este hormnio possui ao antagnica insulina, com trs efeitos bsicos: 1.Estimula a mobilizao dos depsitos de aminocidos e cidos graxos; 2.Estimula a glicogenlise 3.Estimula a neoglicognse.

ADRENALINA, GLUCAGON E INSULINA. A medula da supra-renal uma glndula endcrina que faz parte do sistema nervoso autnomo e, quando estimulada, libera adrenalina (epinefrina) e noradrenalina. A liberao de adrenalina provocada em situaes de perigo real ou imaginrio, exerccio fsico, hipoglicemia e exposio a baixas temperaturas. A Ligao de adrenalina a receptores E ou F adrenrgicos ditar a atuao de insulina e glucagon. Dessa forma a secreo de insulina aumentada por estmulo F e diminuda por estimulo E.

A sntese ou degradao do glicognio vai depender da concentrao de ATP/ADP. Dessa forma, se a concentrao de ADP elevada, h um estmulo para que haja a degradao de glicognio, por outro lado, se h um aumento de ATP o estmulo ser o de armazenar, ou seja, sntese de glicognio. Na degradao do glicognio 1. Aumento de ADP 2. Atuao do glucagon 3. A glicognio fosforilase deve estar na sua forma ativa (fosforilada) a qual fosforilada pela protena quinase fosforilase. Na sntese de glicognio 1. Aumento de ATP 2. Atuao de insulina 3. A Glicognio sintase deve estar defosforilada (sua forma ativa) a qual defosforilada por uma fosfoprotena fosfatase.

Complexo multienzimtico de piruvato desidrogenase: Formao de acetilCoA

CICLO DE KREBS O inicio do ciclo de krebs comea com a entrada de acetil-coA para dentro da mitocndria, o acetil-coA se combina com o oxaloacetato atravs de uma enzima chamada de citrato sintase, aps este evento tem-se a sada da coenzima (HscoA) e a entrada de H2O, dando origem ao citrato (1) que atravs da enzima aconitase transformar o mesmo em isocitrato (2). Esse composto, isocitrato, sofrera ao da enzima isocitrato desidrogenase que far a retirada de CO2 e H+ do isocitrato formando o -cetoglutarato (3), o H+ que saiu aciona a cadeia respiratria a nvel de NADH2 que por sua vez produz 3 ATPs.

O -cetoglutarato ser desidrogenado pela enzima -cetoglutarato desidrogenase, formando mais 3 ATPs a nvel de NADH, e atravs da enzima succinato sintetase (tiolase) o Hs-coA (acetil CoA) volta a se ligar ao -cetoglutarato formando o succinil-coA (4) aps este evento tem-se novamente a sada do Hs-coA e a entrada de H2O formando o succinato (5) o que propicia a formao e um GTP (muito semelhante ao ATP). Aps estes eventos ocorre ento a desidrogenao do succinato atravs da enzima succinato desidrogenase tendo-se ento a formao do fumarato (6), com isto tem-se a formao de mais dois ATPs ao nvel de FADH2, ento ocorrera entrada de H2O pela enzima fumarase e a transformao do fumarato em malato (7), e este atravs da enzima malato desidrogenase libera H+ o que ira ativar a cadeia respiratria ao nvel de NADH2 propiciando a formao de mais trs ATPs e a transformao de malato em oxaloacetato (8) o que fecha o ciclo de krebs.

A velocidade do ciclo de krebs e controlada pela quantidade de ATPs formados, ou seja, quanto mais ATPs formados menor a velocidade do ciclo e quanto menor a quantidade de ATPs formados maior a velocidade do ciclo. O Ciclo de Krebs possui como funo: 1. Reduo de coenzimas. 2. Gerar precursores em vias biossintticas; - Oxaloacetato e -ceto glutarato (compostos que formam aspartato e glutamato). - Succinil-CoA precursora do grupo Heme. 3. Reaes de preenchimento Formao do oxaloacetato a partir da carboxilao do piruvato, pela piruvato carboxilase. A cada volta do CK temos a formao de: - 3 NADH - 2H+ - 1 FADH2 - 1GTP - 2 CO2

Regulao da velocidade do ciclo de cido ctrico 1. Disponibilidade de substrato: velocidade regulada por disponibilidade de acetilCoA, oxaloacetato e NAD+ na mitocndria, as concentraes desses substratos so menores que a concentrao da citratosintase. 2. Inibio da reao pelo produto: o produto da reao catalisada pelo citratosintase, o citrato um inibidor competitivo pela ligao do oxalacetatoao centro cataltico da enzima. 3. Inibio alostrica: isocitratodesidrogenase altas concentraes de ATP inibem a

4. Inibio do tipo feed-back: Altas concentraes de succinil-CoA competem com acetilCoA para ligao ao centro cataltico da piruvato desidrogenase. 5. Fosforilao ao nvel do substrato: O complexo de piruvato desidrogenase inativo quando fosforilado. A contrao do msculo induzida pelo aumento de clcio intracelular. O clcio liberado ativa uma fosfatase que desfosforila e ativa a enzima.