Regulación glucólisis - gluconeogénesis

Fructosa-2,6-Difosfatasa

Fosfo-fructo-Quinasa-2

Activador alostérico de la

Fosfo-fructo-Quinasa-1

Inhibidor alostérico de la

F-1,6 di Fosfatasa

METABOLISMO DEL GLUCÓGENO

• Glucógeno se almacena:

– En hígado:

aprox. 10% del peso del hígado es glucógeno

– En músculo:

aprox. un 1-2%

Concentración en el citosol del hígado:

– Si fuera toda la glucosa disuelta: 0,4M

– En forma de glucógeno: 0,01mM

ósmosis!

• Grasa almacena energía pero no es glucogénica... el cerebro necesita glucosa

• Glucógeno se almacena:

En el citosol

En forma de gránulos de glucógeno con:

– Glucógeno

– Las enzimas que lo sintetizan y que lo degradan

– Reguladores de las enzimas

• Glucógeno se agota:

– El del músculo:

<1h de ejercicio intenso

– El del hígado:

12-24h de ayuno

Glucógeno

de la dieta…

Glucosa

GLUCOGENÓLISIS

Glucogenólisis

• Degradación de glucógeno a glucosa

• En el citoplasma

• Contraria a la glucógenogénesis PERO

• Sin enzimas en común (exc. la fosfoglucomutasa)

• Regulada por hormonas

• Cuando glucosa sanguínea baja

Glucogenólisis

Enzimas:

• Glucógeno fosforilasa

Glucógeno (a 1-4) glucosa-1-P

• Enzima desramificante

Transfiere 3 glucosas a otra rama

Hidroliza el enlace (a 1-6)

Glucogenólisis

Reacción de la glucógeno fosforilasa

Glucogenólisis

Reacción de la glucógeno fosforilasa

• Parte de la energía del enlace glucosídico se conserva en el éster-fosfato

• Coenzima: piridoxal-P• Sustrato:

• enlaces (a1-4) • extremos no-reductores del

glucógeno……hasta 4 glucosas antes del

enlace (a1-6)

Glucogenólisis

Acción de la enzima desramificante

= oligo (a1-6) a (a1-4) glucantransferasa

2 reacciones consecutivas:

•Transfiere 3 glucosas

•Hidroliza enlace (a1-6)

Producto de la Glucogenólisis

Se forma Glucosa-1-P Fosfoglucomutasa (reversible)

Glucosa-6-P

Músculo Hígado:

Glicólisis G-6-Fosfatasa Glucosa

Energía Sale a la sangre:

Glicemia

Después de la Glucogenólisis

Producto de la Glucogenólisis

En hígado:

La Glucosa-6-fosfatasa está en el retículo endoplasmático

Se separa la reacción

de las de la glicólisis(La fosfatasa abortaría

la glicólisis)

Músculo no tiene la enzima:

No puede exportar glucosa

Regulación Glucogenólisis

• Glucógeno fosforilasa:

– es activa fosforilada

– es inactiva defosforilada

Glucógeno fosforilasa

[Glucógeno (a 1-4) glucosa-1-P]

-Glucógeno fosforilasa quinasa

Proteín quinasa A

-Glucógeno fosforilasa fosfatasa

+

GLUCOGENOGÉNESIS

Glucogenogénesis

• Síntesis de glucógeno a partir de glucosa

• En el citoplasma

• Contraria a la glucogenólisis PERO

• Sin enzimas en común (exc. la fosfoglucomutasa)

• Más en el hígado y el músculo

• Se activa con excesos de glucosa: después de comer

• Regulada por hormonas

• Glucosa

• Glucosa-6-P

• Glucosa-1-P UTP

-- UDPG pirofosforilasa --

• UDP-glucosa = UDP-G PPi

glucógeno sintasa

UDP-glucosa + glucógenon glucógenon+1 + UDP

• Se une al extremo no reductor de las ramas de glucógeno

• Además: enzimas ramificantes: enlaces (a 1-6)

Glucogenogénesis

enlaces (a 1-4)

Energía

Glucogenogénesis

GlucogenogénesisReacción de la UDPG pirofosforilasa

= UDPG fosfato uridil transferasa

Glucogenogénesis

Reacción de la glucógeno sintasa = (a1-4) a (a1-6) a transglucosilasa

Glucogenogénesis

Reacción de la enzima ramificante

Glucogenogénesis

Inicio de la Glucogenogénesis

Acción de la glucogenina:

• La Glucógeno sintasa no puede iniciar una cadena nueva: necesita un cebador donde ir uniendo glucosas

Proteína glucogenina:

• Actividad glucosiltransferasa

• Aá Tirosina-OH glucosa UDPG

• Alargamiento hasta 6-7 glucosas…

…luego la Glucógeno Sintasa y la ramificante

La glucogenina:

queda encerrada dentro de la molécula de glucógeno, unida al único extremo reductor

Regulación Glucogenogénesis

• Glucógeno sintasa:

– es activa defosforilada

– es inactiva fosforilada

Glucógeno sintasa

[UDP-glucosa Glucógeno (a 1-4)]

Quinasa

Proteín quinasa A

Fosfatasa

-+

Regulación de vías del glucógeno

Regulación de enzimas:

• Glucógeno sintasa

– es activa defosforilada

– es inactiva fosforilada

• Glucógeno fosforilasa

– es inactiva defosforilada

– es activa fosforilada

-Misma señal

-efecto contrario

Regulación de vías del glucógeno

Funciones de las reservas de glucógeno en músculo e hígado

•Glucógeno= principal fuente de energía para la contracción del músculo

•En el hígado se obtiene la mayor parte de la energía de la oxidación de los ác. grasos glucógeno = fuente de glucosa sanguínea para el catabolismo en otros tejidos

•Hígado funciona como “glucostato”: regulación de la glucógeno sintasa y la fosforilasa. Vmax de las dos vías es similar.

•En músculo la Vmax de glucogenólisis es 300x mayor que la de glucogenogénesis.

Enfermedades de almacenamiento del glucógeno

La acumulación de glucógeno anormal se debe a un fallo en su degradación.

•Enfermedad de von Gierke:

Niña de 8 años con aumento crónico en el tamaño del hígado: contenía un 40% de glucógeno y este no se podía degradar por extractos del hígado.

Déficit en el retículo endoplásmico de la Glucosa-6-P fosfatasa o de la translocasa

• Algunos casos provocan muerte por insuficiencia hepática

Enfermedades de almacenamiento del glucógeno

Enfermedades de almacenamiento del glucógeno

Enfermedades de almacenamiento del glucógeno