Glicólise e sua regulação Thais Larissa Araújo O. Silva.
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Glicólise e sua regulação
Thais Larissa Araújo O. Silva.
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Fermentação láticaFermentação alcoólica
Otto Warburg => Células tumorais Ascites convertem glicose equivalente a 30% do peso seco em lactato/h.
Efeito Pasteur => Quando a respiração (consumo de oxigênio) é iniciada em células anaeróbicas ocorre inibição da utilização de glicose e acúmulo de lactato.
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Álcool desidrogenase
Acetaldeído desidrogenase
ALDH
ADHMetabolismo do Etanol no fígado:
gliconeogênese
Hipoglicemia
Após consumo excessivo de álcool e jejum:
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GLICÓLISE: REGULAÇÃO
• O fluxo da via glicolítica precisa se regulado em respostas às condições dentro e fora da célula.
• Duas demandas principais:– Produção de ATP– Fornecimento de blocos para biossíntese.
• Pontos de regulação: reações irreversíveis
• 3 enzimas-chaves– Fosfofrutocinase– Hexocinase– Piruvato cinase
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Hexocinase:
Glicose + ATP Glicose 6-fosfato +ADP + H+ (G6P inibe hexocinase no músculo)
Isoformas I, II (predominante miócito), e III : cinética michaeliana com Km < 0,1 mM => funcionam sempre em Vmáx. [glicose] plasm = 5 mM Músculo => consume glicose => produzir energia
Inibidor
II
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Glicocinase (fígado)
• Glicocinase não é inibida por glicose 6-fosfato e tem maior Km pela glicose (Km = 10mM).
• É importante no fígado para garantir que glicose não seja desperdiçada quando estiver abundante, sendo encaminhada para síntese de glicogênio e ácidos graxos.
• Além disso, quando a glicose está escassa, garante que tecidos como cérebro e músculo tenham prioridade no uso.
• Fígado => consume e produz glicose (homeostase sanguínea de glicose).
Regulação por seqüestro no núcleo celular
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Glicólise no músculo
AMP => regulador alostérico positivo
Fosfofrutocinase PFK-1
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Enzima bifuncional
Regulação por controle covalente: substrato para PKA
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Piruvato cinase do tipo L (liver)
Características comum as tipos L e M- Frutose 1,6-bisfosfato: ativa- ATP: inibe alostericamente-Alanina: produzida a partir de piruvato, inibe a PFK.
A isoforma L é inativada ao ser fosforilada quando o nível de glicose no sangue cai (estímulo disparado pelo glucagon)
Regulação por controle covalente
Regulação alostérica
Sinais de abundância de suplemento de energia
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Diabetes Mellitus: comum no Brasil (prevalência 7,6 % da população brasileira entre 30 e 69 anos)
Apresentam hiperglicemia
Tipo I: insulino-dependente ou juvenil. É uma doença auto-imune que provoca a destruição de células das ilhotas do pâncreas.
Tipo II: não insulino-dependente (resistente a insulina, e por secreção deficiente de insulina). 80% estão acima do peso adequado Síndrome Metabólica
No diabetes o organismo comporta-se como no jejum prolongado.
Um dos métodos de monitoramento da hiperglicemia é o exame que mede a Hemoglobina glicosilada (HbA1c): em diabetes essa taxa pode ser até 3 X maior.
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Glicogênio e sua regulação
Thais Larissa Araújo O. Silva.
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Estruturas cíclicas
• Em solução, carbonos com 4 ou mais carbonos formam estruturas cíclicas semelhantes ao pirano e furano:
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Comparando celulose, amido e glicogênio
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Estrutura do glicogênio
Hepatócito
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Intervalo de 5 minutos
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GlicogêneseGlicogênese
A síntese de glicogênio acontece após às refeições, quando há uma taxa aumentada de glicose sanguinea
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Sintese do glicogênio: Glicogênio Sintase
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Ativação da glicose
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Glicogenina
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• Enzima ramificadora
7 resíduos glicosil
4 resíduos glicosil
Cadeia com pelo menos 11 oses
Efeito biológico: glicogênio mais solúvel e aumento das extremidades não redutoras
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GlicogenóliseGlicogenólise
O glicogênio é a reserva imediata de glicose em nosso organismo. Em situações de exercício, intervalosentre as refeições e durante o sono, este polímero é degradado para suprir as necessidades de glicose em nosso corpo.
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Degradação do glicogênio: glicogenólise
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Degradação do glicogênio: glicogenólise
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Fosfoglicomutase
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Enzima desramificadora
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GlicogenóliseGlicogenólise
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Intervalo de 10 minutos
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Glicogênio – regulação
Hormônios:
Insulina: sinaliza estado alimentado. Produzido nas Ilhotas de Langerhans: aglomerações de células especializadas (celulas beta). Fígado, músculos e tecido adiposo
Glucagon: Produzido pelas células alfa. Sinaliza o estado de jejum. Fígado.
Epinefrina: Modificação do aminoácido tirosina. Produzido pelo Sistema nervoso central e supra-renais. Liberado em momentos de estresse ou exercício.
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AMP resultante da quebra de ATP quando a musculatura está sob contração vigorosa ativa alostericamente a glicogênio fosforilase
fosfoproteína fosfatase 1proteína cinase A (PKA)
Proteína cinase dependente de cAMP
Glicogenólise
Adequado níveis de ATP = ATP bloqueia local alostérico no qual AMP liga inativando fosforilase ( glicogênio fosforilase).
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Glicogenólise
No fígado a glicogênio fosoforilase atua como sensor de glicose.
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caseina cinase II
glicogênio sintase cinase 3
G6P
Sintese do glicogêno: Glicogênio Sintase
Epinefrina e glucagon promove dissociaçãode PP1 da partícula de glicogênio.
fosfoproteína fosfatase 1
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caseina cinase II
glicogênio sintase cinase 3
G6P
Estado bem alimentado:
Glicose se liga a glicogênio sintase => favorece defosforilação.
G6P se liga a glicogênio sintase =>alteração conformacional =>melhor substrato para PP1
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Estado bem alimentado:
caseina cinase II
glicogênio sintase cinase 3
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GLUT 4
Miócitos ajudam a remover glicose do sangue = aumento da entrada de glicose, síntese de glicogênio e glicólise
TRANSPORTADOR
Km para glicose (mM)
Distribuição
GLUT 1
1-2 ampla, com alta
concentração no cérebro, eritrócitos e endotélio
GLUT 2
15- 20 rins, intestino delgado,
fígado e pâncreas e células
GLUT 3
10 neurônios, placenta
GLUT 4
5 músculos esquelético e cardíaco, tecido adiposo
GLUT 5
6- 11 intestino delgado, esperma,
rim, cérebro, adipócitos e músculo
TRANSPORTADOR
Km para glicose (mM)
Distribuição Caracter ísticas
GLUT 1
1-2 ampla, com alta
concentração no cérebro, eritrócitos e endotélio
transportador constitutivo de glicose
GLUT 2
15- 20 rins, intestino delgado, fígado e pâncreas e células
transportador de baixa afinidade, funciona
como sensor de glicose
GLUT 3
10 neurônios, placenta
transportador de alta afinidade
GLUT 4
5 músculos esquelético e cardíaco, tecido adiposo
transportador dependente de insulina
GLUT 5
6- 11 intestino delgado, esperma, rim, cérebro, adipócitos e
músculo
transportador de frutose, afinidade muito
baixa para glicose
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TRANSPORTADOR
Km para glicose (mM)
Distribuição
GLUT 1
1-2 ampla, com alta
concentração no cérebro, eritrócitos e endotélio
GLUT 2
15- 20 rins, intestino delgado,
fígado e pâncreas e células
GLUT 3
10 neurônios, placenta
GLUT 4
5 músculos esquelético e cardíaco, tecido adiposo
GLUT 5
6- 11 intestino delgado, esperma,
rim, cérebro, adipócitos e músculo
TRANSPORTADOR
Km para glicose (mM)
Distribuição
GLUT 1
1-2 ampla, com alta
concentração no cérebro, eritrócitos e endotélio
GLUT 2
15- 20 rins, intestino delgado,
fígado e pâncreas e células
GLUT 3
10 neurônios, placenta
GLUT 4
5 músculos esquelético e cardíaco, tecido adiposo
GLUT 5
6- 11 intestino delgado, esperma,
rim, cérebro, adipócitos e músculo
Distribuição Caracter ísticas
ampla, com alta
concentração no cérebro, eritrócitos e endotélio
transportador constitutivo de glicose
rins, intestino delgado, fígado e pâncreas e células
transportador de baixa afinidade, funciona
como sensor de glicose
neurônios, placenta
transportador de alta afinidade
músculos esquelético e cardíaco, tecido adiposo
transportador dependente de insulina
intestino delgado, esperma, rim, cérebro, adipócitos e
músculo
transportador de frutose, afinidade muito
baixa para glicose
Distribuição Caracter ísticas
ampla, com alta
concentração no cérebro, eritrócitos e endotélio
transportador constitutivo de glicose
rins, intestino delgado, fígado e pâncreas e células
transportador de baixa afinidade, funciona
como sensor de glicose
neurônios, placenta
transportador de alta afinidade
músculos esquelético e cardíaco, tecido adiposo
transportador dependente de insulina
intestino delgado, esperma, rim, cérebro, adipócitos e
músculo
transportador de frutose, afinidade muito
baixa para glicose
Caracter ísticas
transportador
constitutivo de glicose
transportador de baixa afinidade, funciona
como sensor de glicose
transportador de alta afinidade
transportador dependente de insulina
transportador de frutose, afinidade muito
baixa para glicose
Regulação do metabolismo de carboidrato no fígado
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Ciclo de Cori
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1) José é um enfermeiro muito trabalhador. De tanto trabalhar sequer teve tempo de almoçar, de forma que saiu do trabalho hoje as 15 horas sem ter feito nenhuma refeição desde o café da manhã.
Pergunta-se:a) Apesar do longo período de jejum, nível de glicose no sangue de José não se alterou. Que
hormônio foi importante para manter sua glicemia constante? b) Quais são as consequências da sinalização desse hormônio no fígado em relação ao
metabolismo da glicose (glicólise/glicogênese)? c) Este hormônio induz a biossíntese ou degradação do glicogênio hepático? Explique a cascata
de sinalização que leva a tal evento.
2) Como se não bastasse sua intensa lida diária, no dia seguinte José foi surpreendido por um assaltante no caminho de casa, porém conseguiu escapar do assalto pois usou todas as suas forças correndo desesperadamente.
a- Os estoques de glicogênio da musculatura esquelética das pernas de José foram bastante usados nesse episódio. Descreva a via catabólica de degradação do glicogênio.
b- Qual hormônio sinalizou a quebra de glicogênio no tecido muscular?c- Que via catabólica foi usada na degradação da glicose muscular? Para onde seu produto é
transportado e em que este produto é regenerado?