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23/04/2018
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Síntesis y degradación del
glucógeno
Bioquímica
Facultad de Enfermería
Universidad de la República
ESFUNO
Amalia Ávila
Metabolismo del glucógeno
• La glucosa es la principal fuente de energía de los organismos vivos
• FUENTES:
– Dieta
– Polisacáridos de reserva (glucógeno en los animales)
• El exceso de glucosa puede ser convertido en glucógeno para su
almacenamiento.
• La síntesis y degradación del glucógeno son particularmente importantes
en el hígado y el músculo.
• Ambos procesos ocurren en el citosol celular.
• Hasta 10% del peso de los hepatocitos y 1-2% del peso de las fibras
musculares
• el papel metabólico del glucógeno hepático y muscular es diferente.
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• Particulas β: 21 nm diam, 55000 residuos Glc, 2000 extremos no reductores.
• Rosetas α: agrupación de 20 – 40 particulas β
• Los gránulos contienen además las enzimas necesarias para la síntesis y
degradación del glucógeno y su regulación.
• Ventajas del almacenamiento de glucógeno
– Escasa contribución a la osmolaridad del citosol
– Baja difusibilidad
– Captación celular de glucosa
El glucógeno se almacena en el
citosol de las células en forma de
gránulos
Glucógeno
Glucogenólisis
• Glucógeno fosforilasa
– Dímero
– Actúa repetitivamente sobre los extremos no reductores del glucógeno
liberando glucosa-1-fosfato.
– cliva enlaces α1→4 pero no los α1→6
• La reacción catalizada por la enzima es una fosforólisis
• El producto de la acción de esta enzima son unidades de G-1-P y moléculas
de glucógeno con ramificaciones de 4 residuos (ramas límite)
La degradación del glucógeno requiere la acción de 2 enzimas
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Desramificación
• Enzima desramificante: 2 actividades
– Transferasa
– α1→6 glucosidasa (hidrólisis)
Productos de la glucogenólisis
– 90% Glc-1-P
– 10% glucosa
• Muchos extremos no reductores → rápida movilización del glucógeno.
Termodinámica de la glucogenólisis
• en condiciones celulares [Pi]>>[Glc-1-P], haciendo que la reacción sea
irreversible in vivo.
Conversión de Glc-1-P en Glc-6-P
• Reacción catalizada por la fosfoglucomutasa
• En condiciones intracelulares la mezcla contiene 95% Glc-6-P.
Destino de la glucosa-6-P
• Hígado: glucosa plasmática
• Músculo: glucólisis
ΔG°’= +3,1 kJ/mol
ΔG°’= -7,3 kJ/mol
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Síntesis de glucógeno (glucogenogénesis)
• No puede ocurrir por inversión de la reacción de la glucógeno fosforilasa.
• La formación del enlace glucosídico es endergónica, por lo que es
necesario activar los monosacáridos antes de incorporarlos al glucógeno.
• El punto de partida de la síntesis de glucógeno es la glucosa.
• En el proceso intervienen 4 enzimas
Conversión de glucosa a glucosa-1-P
• Reacción catalizada por la hexoquinasa muscular o la glucoquinasa
hepática
• Vía alternativa que involucra eritrocitos e hígado
Biosíntesis de UDP-glucosa
ΔG°’ = -25 kJ/mol
• UDP-glucosa pirofosforilasa
• La hidrólisis del PPi por la pirofosfatasa inorgánica es exergónica y hace que el
proceso global (condensación + hidrólisis del PPi) sea exergónico.
• Síntesis de UDP-glucosa:
– Activa a la glucosa para su incorporación al glucógeno
– Separa pools de glucosa con distinto rol metabólico
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Elongación de una cadena de glucógeno preexistente
• UDP-glucosa es el dador de grupos glucosilo en la síntesis de glucógeno
• Glucógeno sintasa
– Tetrámero
– Forma enlaces glucosídicos α1→4
– Elonga cadenas de glucógeno de por lo menos 4 residuos de glucosa
(requiere CEBADOR)
ΔG°’ = -13,4 kJ/mol
Síntesis del cebador
GLUCOGENINA
• Cataliza la síntesis de una
molécula naciente de glucógeno
hasta los 8 residuos de glucosa.
• Utiliza UDP-glucosa
• Enlaces glucosídicos α1→4
• cuando se alcanzan los 8 residuos
la glucogeno sintasa continua
adicionando restos glucosilo.
• La glucogenina permanece
covalentemente unida al único
extremo reductor de la molécula de
glucógeno
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Formación de ramificaciones
• Enzima ramificante
– Transfiere un fragmento terminal de 6-7 residuos desde un extremo no
reductor
– Sintetiza enlaces glucosídicos α1→6
– La rama de la que se extrae el fragmento debe tener al menos 11
resíduos
Regulación de la glucogenólisis
1- Regulación covalente
•Fosforilasa a (activa)
•Fosforilasa b (menos activa)
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• No está mediada por hormonas
• Actúa más rápidamente que la regulación covalente
Regulación de la glucogenólisis
1- Regulación alostérica
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Regulación de la síntesis de glucógeno
• Sintasa I (a) –
desfosforilada – más
activa
• Sintasa D (b) –
fosforilada – menos
activa
1- Regulación covalente
2- Regulación alostérica
• Glc-6-P modulador alostérico + de la sintasa b
• En el músculo en actividad predomina la sintasa b, activa solo con altas
concentraciones de G-6-P
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Clase 15 PPP y biosíntesis de ácidos grasos.pdf
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