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

2 Estructura del glucógenoOH 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)

3 DEGRADACION DEL GLUCOGENO GLUCOGENOLISISSE 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

4 REQUIERE DE DOS REACCIONESEliminación de GLUCOSA del extremo no reductor (uniones a-1,4) Hidrólisis de los enlaces glucosídicos en los puntos de ramificación (uniones a-1,6)

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

6 REACCIONES DE LA GLUCOGENOLISISGLUCOGENO 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

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

8 FORMACIÓN DE G-6-P GLU-1-P  FOSFOGLUCOMUTASA GLU-6-P FORMACIÓN DE GLUCOSA LIBRE G-6-P  GLUCOSA-6-FOSFATASA G LIBRE + Pi

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

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

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

12 GLUCÓGENO  G-1-P

13 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.

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

15 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

16 Biosintesis de carbohidratos- Glucógeno-génesis - Gluconeogénesis Los procesos de biosíntesis nunca son la simple inversión de las correspondientes rutas catabólicas

17 BIOSINTESIS DE GLUCOGENO GLUCOGENO-GENESISTiene 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

18 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.

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

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

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

22 FORMACION DE UDP-GlucosaLUIS LELOIR ( ), 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 G-1-P uridiltransferasa UTP UDP

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

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25 Gasto Energético en la Glucógeno-génesisGlucosa-6-P ATP Activación de glucosa 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.

26 Regulacion de la GlucógenogenesisHay una regulación recíproca entre la glucogenogénesis y la glucogenolisis Glucogeno sintasa b CH2O- P INACTIVA ó Menos activa Glucogeno sintasa a CH2OH ACTIVA

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

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

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

33 REACCIONES DE LA VIA GLUCONEOGENICATIENE TRES REACCIONES DIFERENTES A LA VIA GLICOLITICA LAS TRES REACCIONES IRREVERSIBLES SON REVERTIDAS POR TRES ENZIMAS DIFERENTES: PIRUVATO CARBOXILASA FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATASA

34 BIOSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATOPIRUVATO 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

35 FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATASAFRUCTOSA-1,6-BISFOSFATO + H2O FRUCTOSA-6-FOSFATO + Pi

36 ETAPAS DE LA GLUCONEOGENESISCitosol 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

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38 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.

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

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