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

Estructura del glucógeno OH enzima ramificante enlace 1,6 extremo no reductor OH

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 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 + Pi 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

REGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS ggGLUCOGENO FOSFORILASA REGULACION ALOSTERICA: Intervienen MODULADORES b) REGULACION COVALENTE Intervienen HORMONAS

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

Regulacion covalente de la GLUCOGENO FOSFORILASA Es activa cuando está fosforilada Es inactiva cuando está desfosforilada

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

MECANISMO “en cascada” DE ACTIVACIÓN DE GLUCOGENO FOSFORILASA Adrenalina Glucagón + Adenilato ciclasa Fosfodiesterasa ATP AMP cíclico 5’ AMP + Proteína quinasa A Fosforilasa quinasa b (inactiva) Fosforilasa quinasa a (activa) ATP ADP Glucógeno Fosforilasa b (inactiva) Glucógeno Fosforilasa a (activa) ATP ADP Pi INSULINA Proteína fosfatasa

Cuando y como se regula en HIGADO?? Cuando BAJAN los niveles de glucosa sanguínea Se libera glucagón del páncreas Se activa la adenilato ciclasa y en consecuencia la glucógenolisis. Sobre glucosa 6-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) Aumentan los niveles de AMP Se libera ADRENALINA Se activa la enzima y se libera glucosa-1-fosfato

Biosintesis de carbohidratos - Gluconeogénesis - Glucogeno-génesis Los procesos de biosíntesis no son nunca la simple inversion 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 Glucogeno sintasa ó sintetasa UDP GLU + Glucogeno (n) Glucogeno (n+ 1) + UDP Unión a-1,4

Enzima ramificante : Amilo a(1,4 1,6) glucosil transferasa Forma enlaces glicosídico 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 la UDP.-Glu Glucosa-1-fosfato Glucosa-6-fosfato Glucosa Hexoquinasa Fosfoglucomutasa UDP-Glucosa UDP-Glu fosforilasa UTP UDP

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

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 y una unión rica en energía.

Regulacion de la Glucógenogenesis Hay una regulación recíproca entre la glucógenogenesis y la glucógenolisis Glucogeno sintasa b CH2O- P INACTIVA ó Menos activa Glucogeno sintasa a CH2OH ACTIVA

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

MECANISMO “en cascada” DE ACTIVACIÓN DE GLUCOGENO SINTASA Adrenalina Glucagón + Adenilato ciclasa ATP AMP cíclico + Proteína quinasa A Glucógeno sintasa a (activa) Glucógeno sintasa b (inactiva) ATP ADP Pi Proteína fosfatasa INSULINA

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) Glucógeno sintetasa UDP Glucógeno fosforilasa Enzima ramificante Pi GLUCOGENO n+1

DESTINO DE LOS PRODUCTOS DE LA DESCARBOXILACION OXIDATIVA DE PIRUVATO ACETIL- CoA NADH CICLO DE KREBS CADENA RESPIRATORIA 14

Procedencia de la Acetil-CoA Hidratos de Carbono Aminoácidos PIRUVATO ACETIL-CoA b-Oxidación de ácidos grasos Cuerpos cetónicos 3