METABOLISMO DEL GLUCÓGENO TP N° 3 PROBLEMAS DE APLICACIÓN

TP N° 3 - PROBLEMAS DE APLICACIÓN Problema 4- Glucogenólisis: A partir del glucógeno por la acción secuencial de dos enzimas se libera glucosa-1-fosfato y glucosa: Glucógeno fosforilasa (Hígado) Enzima desramificante (función: transferasa y glicosidasa) a)- ¿En qué situaciones fisiológicas se activa esta vía? AYUNO Liberación de GLUCAGÓN (baja glucemia) + GLUCÓGENO Glucosa-1P  

+ + ESTRES Liberación de ADRENALINA a)- ¿En qué situaciones fisiológicas se activa esta vía? ESTRES Liberación de ADRENALINA (necesidad de lucha, huir) + AMP Adenilato ciclasa AMP cíclico + Glucógeno fosforilasa (Músculo) GLUCÓGENO Glucosa-1P

Problema 4- Glucogenólisis b)- Mediante un esquema realice las reacciones involucradas. Nombre las enzimas. 1- Glucógeno fosforilasa (libera Glu-1P) 2- Enzima desramificante, con funciones: transferasa (oligo alfa (1,4) alfa(1,4)glucantransferasa alfa-1,6-glicosidasa (libera Glucosa sin fosforilar) 3- Fosfoglucomutasa (transforma Glu-1P a Glu-6P) 4- Glu-6P fosfatasa (libera Glucosa al torrente sanguíneo en Hígado)

(1,41,4) glucanotransfersa Glucogenolisis Glu-6-P Glucógeno fosforilasa Fosfogluco- mutasa Enzima desramificante (1,41,4) glucanotransfersa (16) glucosidasa Glu-6-P Enzima desramificante Hexoquinasa Glucosa

Glucógenolisis (otro esquema simplificador !….) Glucosa Glucosa-1P fosforilasa Glucosa-1P Enzima desramificante

Problema 4- Glucogenólisis c)- Una de estas enzimas es un ejemplo importante de regulación por modificación covalente. Analice su comportamiento con un esquema simple

REGULACION POR MODIFICACION COVALENTE Modificación de la actividad de la Glucógeno fosforilasa mediante fosforilación: fosforilasa b (poco activa) no está fosforilada, la fosforilasa a (muy activa) está FOSFORILADA. Esta regulación está sometida a control hormonal. Fosforilasa fosfatasa (PPT) Fosforilasa quinasa Glucagón (higado) Adrenalina Ca2+, AMP , músculo) Insulina (+)

Adrenalina (músculo) Glucagón (hígado) Célula hepática o muscular

Problema 5- Glucogenogénesis: En animales, el exceso de glucosa disponible de los glúcidos de la dieta se almacenan en forma glucógeno. a- ¿En que situaciones fisiológicas se activa esta vía? b-. Considerando el punto de inicio de la síntesis como glucosa-6-fosfato, esquematice las reacciones involucradas señalando las enzimas que las catalizan. c- Una de ellas se regula de manera recíproca a la enzima de la glucogenólisis. Analice su comportamiento

P P PERÍODO POSTPRANDIAL (hiperglucemia al final de la ingesta) a- ¿En que situaciones fisiológicas se activa esta vía? Cuando la Glucógeno sintasa (GS) está fosforilada es poco activa (GSb), mientras que cuando se encuentra desfosforilada es muy activa (GSa). Esta regulación está sometida a control hormonal. PERÍODO POSTPRANDIAL (hiperglucemia al final de la ingesta) P Liberación de INSULINA (+) Fosfatasa Glucógeno sintasa “b” (poco activa) P Glucógeno sintasa “a” (activa) GLUCÓGENO Glucosa-1P

GLUCOGENOGENESIS ¿Qué enzimas están involucradas? 1) Fosforilación de Glucosa en el C-6 por acción de hexoquinasas (Glucoquinasa) 2) Formación de Glucosa-1P, a partir de Glucosa-6P por acción de fosfoglucomutasa 3) “Activación” de Glucosa-1P, a UDP-Glucosa por acción de UDP-glucosa pirofosforilasa 4) Elongación de la cadena de Glucógeno: adición de Glucosa en una molécula de Glucógeno preexistente o a la proteína Glucogenina por acción de glucógeno sintasa 5) Formación de ramificaciones por acción de enzima ramificante

Etapa 1) Fosforilación de Glucosa en el C-6 por acción de hexoquinasas GLUCOGENOGENESIS b-. Considerando el punto de inicio de la síntesis como glucosa-6-fosfato, esquematice las reacciones involucradas señale las enzimas Etapa 1) Fosforilación de Glucosa en el C-6 por acción de hexoquinasas Repasar Vía Glicolítica……q Etapa 2) Formación de Glucosa-1P Fosfoglucomutasa (Mg2+, Glu 1,6 bisP) Glucosa-6-P Glucosa-1-P Etapa 3) “Activación” de Glucosa-1P UDP-glucosa pirofosforilasa Glucosa-1-P + UTP UDP-Glucosa + PPi 2 Pi pirofosfatasa

Etapa 4) Elongación de la cadena de Glucógeno Glucógeno sintasa GLUCOGENOGENESIS Etapa 4) Elongación de la cadena de Glucógeno Glucógeno sintasa UDP-Glucosa + Glucógeno (n) (preexistente ó “Glucogenina”) Glucógeno (n+ 1) + UDP Unión a-1,4

Etapa 5) Ramificación: una enzima ramificante (amilo (1,4 →1,6)- glucosil transferasa) traslada una cadena terminal de unos seis o siete residuos de glucosa, a un grupo hidroxilo situado en la posición 6 de un residuo de glucosa en el interior del polímero formándose enlaces (1->6) en los puntos de ramificación. Enzima ramificante Extremos no reductores Punto de ramificación (α-1,6) 15

c- Una de ellas se regula de manera recíproca a la enzima de la glucogenólisis. Analice su comportamiento Glucógeno sintasa

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

MODIFICACIÓN COVALENTE Glucógeno sintasa MODIFICACIÓN COVALENTE regulada por hormonas Cuando la Glucógeno sintasa (GS) está fosforilada es poco activa (GSb), mientras que cuando se encuentra desfosforilada es muy activa (GSa). Esta regulación está sometida a control hormonal. P (+) Fosfatasa INSULINA Sintasa B (poco activa) P Sintasa A (muy activa) (+) Quinasa ADRENALINA GLUCAGÓN ATP ADP

Problema 6- En condiciones de hipoglucemia se libera la hormona glucagón, debido a su acción se incrementan los niveles de AMPc intracelular. Fundamente cómo se encontrarán los siguientes procesos en esta condición y sus consecuencias para la glucemia: a) glucogenogénesis. b) glucogenólisis

- + HIPOGLUCEMIA GLUCAGÓN Problema 6 GLUCÓGENOGENESIS GLUCÓGENOLISIS

7- En condiciones de hiperglucemia, se libera la hormona insulina 7- En condiciones de hiperglucemia, se libera la hormona insulina. Esta hormona, entre otros efectos, activa enzimas con acción de proteínas fosfatasas. Argumente cómo se encontrarán los siguientes procesos en tal condición y señale sus consecuencias para la glucemia: a) glucogenogénesis. b) glucogenólisis

- + HIPERGLUCEMIA INSULINA Problema 7 GLUCÓGENOGENESIS GLUCÓGENOLISIS

LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008).

LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008).

LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008).

LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008).

Bibliografía 1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). 3- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010). 4- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis.