GLUCONEOGENESIS TIENE LUGAR PRINCIPALMENTE EN HIGADO SE SINTETIZA GLUCOSA A PARTIR DE PRECURSORES QUE NO SON HIDRATOS DE CARBONO. PRECURSORES: GLICEROL alfa -CETOACIDOS LACTATO PIRUVATO ES UN PROCESO QUE CONSUME ENERGIA

REACCIONES DE LA VIA GLUCONEOGENICA TIENE TRES REACCIONES DIFERENTES A LA VIA GLICOLITICA LAS REACCIONES IRREVERSIBLES DE LA VÍA GLICOLÍTICA SON SORTEADAS POR TRES ENZIMAS DIFERENTES: PIRUVATO CARBOXILASA FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATASA

BIOSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO PIRUVATO CARBOXILASA ENZIMA MITOCONDRIAL biotina PIRUVATO + CO2 + H2O OXALACETATO + H+ ATP ADP+ Pi (+) Acetil-CoA FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA OXALACETATO FOSFOENOLPIRUVATO + CO2 GTP GDP ISOENZIMAS CITOSOLICA Y MITOCONDRIAL

FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATASA FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATO + H2O FRUCTOSA-6-FOSFATO + Pi

ETAPAS DE LA GLUCONEOGENESIS Citosol GTP x 2 Malato Oxalacetato Fosfoenolpiruvato M GLUCOSA 2-PGL MDH Oxalacetato Malato ATP GLU-6-P 3-PGL x 2 ATP Piruvato Mitocondria FRU-6-P x 2 1,3-BPGL NADH P FRU-1,6BP GLI-3-P Piruvato DHAF

GASTO DE ENERGIA EN LA GLUCONEOGENESIS (2) OXALACETATO 2 ATP (2) FOSFOENOLPIRUVATO 2 GTP (2) 1,3-BISFOSFOGLICERATO 2 ATP TOTAL: 4 ATP y 2 GTP por molécula de glucosa.

GLUCOSA A PARTIR DE GLUCOSA-6-FOSFATO GLUCOSA-6-FOSFATASA (Hígado y riñón) GLUCOSA-6-FOSFATO + H2O GLUCOSA + Pi REACCION IRREVERSIBLE ESTA ENZIMA NO SE ENCUENTRA EN MUSCULO

REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS Hormonal: Alostérica Activa la Gluconeogénesis a nivel de la FBFasa Glucagón (+) Acetil-CoA Piruvato carboxilasa Fructosa-1,6 bisfosfatasa (-) AMP y ADP

alanina Fructosa 1,6-bisfosfatasa

METABOLISMO DEL GLUCOGENO GLUCOGENO-GENESIS BIOSINTESIS GLUCOGENO-LISIS DEGRADACION La síntesis y degradación de glucógeno están cuidadosamente reguladas entre sí para cumplir con las necesidades energéticas de la célula

Estructura del glucógeno OH enzima ramificante enlace 1,6 extremo no reductor OH -Polisacárido de reserva de las células animales. -Hígado y músculo. -Polímero de a-glucosa (uniones a 1-4) con ramificaciones (a 1-6)

Glucógeno fosforilasa (dímero) Esquema de un gránulo de glucógeno Agregados complejos de glucógeno, enzimas necesarias para la síntesis y degradación de glucógeno y los mecanismos necesarios para regularlas.

DEGRADACIÓN DE GLUCÓGENO SINTESIS DE GLUCÓGENO PROCESO REGULADO PARA CUBRIR LAS NECESIDADES METABÓLICAS

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

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)

Enzimas que intervienen en el proceso de degradación del GLUCOGENO GLUCOGENO FOSFORILASA AMILO-a (1,6) GLUCOSIDASA Enzima desramificante FOSFOGLUCOMUTASA

REACCIONES DE LA GLUCOGENOLISIS GLUCOGENO FOSFORILASA AMILO- a(1,6)-GLUCOSIDASA GLUCOGENOn + Pi GLUCOGENOn-1 + GLUCOSA-1-P uniones a-1,4 SE ELIMINA UN PUNTO DE RAMIFICACIÓN GLUCOGENOn GLUCOGENO n-1 + GLUCOSA uniones a-1,6

MECANISMO DE DEGRADACION DEL GLUCOGENO EXTREMO NO REDUCTOR Glucógeno transferasa uniones a-1,6 Molécula de glucógeno Glucosidasa Glucógeno fosforilasa Glucosa Glu-1-P

Enlaces a(1,6) no susceptibles a fosforilasa Fosforilasa “degradación limitada”: 5 residuos de una rama y 3 de la otra, antes del punto de ramificación. Enlaces a(1,6) no susceptibles a fosforilasa (1,6)

Enzima desramificante: Actividad transferasa: traslada un bloque de 3 residuos desde una rama a la otra Actividad glucosidasa: enlaces a(1,6).

FORMACIÓN DE G-6-P GLU-1-P  FOSFOGLUCOMUTASA GLU-6-P

FORMACIÓN DE GLUCOSA LIBRE G-6-P  GLUCOSA-6-FOSFATASA Glucosa LIBRE + Pi Hígado, riñón

REGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS REGULACION ALOSTERICA : AMP/ATP b) REGULACION HORMONAL: Intervienen 3 hormonas 1)INSULINA 2) GLUCAGON (Hepatocito) 3) ADRENALINA (Células musculares)

Fosforilación de la proteína blanco Regulación hormonal Hormona (primer mensajero) Espacio extracelular Transductor (Proteína G) AMPc (segundo Efector (Adenilato ciclasa) Proteína quinasa A (inactiva) (activa) Fosforilación de la proteína blanco Respuesta Metabólica Fosfodiesterasa Teofilina Cafeina Efecto activador Efecto inhibidor

GLUCOGENO FOSFORILASA Es una enzima que se regula covalentemente Es activa cuando está fosforilada Es inactiva cuando está desfosforilada

Regulacion covalente de la glucógeno fosforilasa FOSFORILASA (b) FOSFORILASA (a) (inactiva) (activa) 4 Pi P P ATP ADP P P FOSFORILASA QUINASA

GLUCÓGENO  G-1-P

Adrenalina (músculo) Glucagón (hígado)

Cuando y como se regula en HIGADO?? Cuando BAJAN los niveles de glucosa sanguínea (GLUCEMIA) Se libera glucagón del páncreas Se activa la adenilato ciclasa y en consecuencia la glucogenolisis. Sobre glucosa 1-fosfato actúa una fosfatasa y se libera glucosa libre en sangre.

Cuando AUMENTAN los niveles de glucosa sanguínea Se libera Insulina del páncreas Se estimula la actividad fosfatasa Se inhibe la glucógeno fosforilasa

COMO SE REGULA EN MUSCULO?? Cuando el músculo necesita una rápida provisión de energía (carrera, estados estrés emocional, agresión física) Se libera ADRENALINA Aumentan los niveles de AMPc Se activa la enzima y se libera glucosa-1-fosfato

Músculo Hígado

Regulación por Insulina Luego de una comida Insulina Glucemia PANCREAS Fosforilasa fosfatasa

Biosíntesis de Glucógeno El exceso de glucosa es convertido en formas poliméricas (reserva) Glucogenogénesis Los procesos de biosíntesis nunca son la simple inversión de las correspondientes rutas catabólicas

BIOSINTESIS DE GLUCOGENO GLUCOGENO-GENESIS Tiene lugar principalmente en los animales superiores. Proceso activo después de una ingesta rica en Hidratos de Carbono PRECURSORES: GLUCOSA LACTATO ALANINA GLU Glu-6-P Glu-1-P Citoplasma de la célula

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.

Enzimas que intervienen en el proceso de sintesis de glucógeno o glucógeno-genesis Fosfoglucomutasa UDP-glucosa pirofosforilasa Glucogeno sintasa Enzima ramificante

UDP-glucosa pirofosforilasa GLU-1-P + UTP UDP- GLU + PPi Fosfoglucomutasa: GLU-6-P GLU-1-P UDP-glucosa pirofosforilasa GLU-1-P + UTP UDP- GLU + PPi Glucógeno sintasa UDP- GLU + Glucógeno (n) Glucógeno (n+ 1) + UDP Unión a-1,4

Enzima ramificante : Amilo a(1,4 1,6) glucosil transferasa Forma enlaces glicosídicos a(1,6) para las ramificaciones de la molécula de glucógeno

FORMACION DE UDP-Glucosa LUIS LELOIR (1906-1988), Premio Nobel en Química Año 1970, discípulo de Houssay Identificó el papel de UDP- Glu Glucosa-1-fosfato Glucosa-6-fosfato Glucosa Hexoquinasa Fosfoglucomutasa UDP-Glucosa UTP UDP

REACCION DE LA GLUCOGENO SINTASA Uridina n UDP-glucosa Glucógeno (extremo no reductor) Uridina Glucógeno sintasa UDP Nuevo extremo no reductor

La síntesis de glucógeno requiere de glucógeno preexistente. glucogenina La síntesis de glucógeno requiere de glucógeno preexistente. Si no hay moléculas de glucógeno, se necesita una proteína: GLUCOGENINA

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.

Regulación de la Glucogenogénesis Hay una regulación recíproca entre la glucogenogénesis y la glucogenolisis Glucogeno sintasa b CH2O- P INACTIVA ó Menos activa Glucogeno sintasa a CH2OH ACTIVA

Regulación de la GLUCÓGENO-GENESIS Glucógeno sintasa (+) Insulina (-) Adrenalina ó Glucagón Hormonal (+) Glucosa-6-fosfato (-)Ca++ (-) Glucógeno Alostérica

La biosíntesis y degradación están coordinadamente reguladas GLUCOSA Fosforilación ACTIVA Fosforilación INACTIVA GLUCOSA-6-P GLUCOGENO n-1 UTP GLUCOSA-1-P UDPG UDPG-pirofosforilasa Enzima desramificante GLUCOGENO (n+1) Glucógeno sintasa UDP Glucógeno fosforilasa Enzima ramificante Pi GLUCOGENO n+1