bq glucogeno (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Bioquímica
Año del apunte 2014
Páginas 6
Fecha de subida 06/11/2014
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1 Glucógeno El glucógeno es un polímero ramificado de la glucosa unidas por enlaces α (14) y ramificaciones α (16) cada 4-7 unidades de glucosa. Constituye la forma de almacenamiento de glucosa de muchos animales y microorganismos, se almacena en el hígado y en el músculo, donde representa entre el 1 y el 2% del peso de las células (en el hígado el 10% porque es la principal reserva de glucosa). En el hígado lo almacenamos para proporcionar glucosa para todo el organismo, en el músculo para usarla. La cantidad de glucógeno que se almacena en el hígado solo puede aportar energía entre 12 y 24 horas, la reserva principal de energía son los lípidos, pero no se pueden metabolizar tan rápidamente y convertirse a glucosa tan rápido como el glucógeno. Es importante que el hígado mantenga la cantidad de glicógeno para hacer de reserva de todo el cuerpo.
Puesto que son cadenas de glucosa, hay extremos no reductores y otros reductores, que es donde se unen las diferentes moléculas de glucosa.
Hay dos vías muy activas en el hígado: glucogenolisis y síntesis de glucógeno Glucogenolisis: degradación del glucógeno Se lleva a cabo mediante varias enzimas. La glucógeno fosforilasa regula la vía y rompe los enlaces α (14) de uno en uno hasta que encuentra 4 glucosas unidas a una ramificación, donde actúa la enzima desramificadora, que desengancha las moléculas para engancharlas de nuevo a la molécula lineal.
Hay un extremo no reductor por el que actúa la glucógeno fosforilasa, rompe el enlace α (14) mediante una reacción de fosfolisis. Se llama así porque la energía contenida en este enlace α (14) se mantiene en la unión de un fosfato proveniente de fosfato inorgánico, cuando se rompe se le une el fosfato inorgánico a la molécula de glucosa para activarla. Tiene como cofactor el piridoxal fosfato (PLP). El grupo fosfato está en posición carbono 1, para poder obtener glucosa 6-fosfato necesitamos una glucomutasa.
Cuando glucógeno fosforilasa encuentra cuatro glucosas juntas unidas a una ramificación actúa la enzima desramificadora, que lo que hace es romper el enlace entre la rama y el tallo, y engancha las tres últimas moléculas a la rama siguiente que es más larga, y a partir de aquí actúa la enzima glucógeno fosforilasa de nuevo.
Después la desramificador rompe también el enlace α (16) que mantenía unida la primera glucosa de la rama con el tallo y se libera una molécula de glucosa al medio. No puede romper a la vez porque seguramente tenga un centro activo para cada tipo de enlace.
La glucosa 6-fosfato resultante puede entrar en diferentes vías. Siempre hace el proceso a través del extremo no reductor. La G6P si quiere ir a la sangre tiene que desfosforilarse. Se desfosforila por la glucosa 6fosfatasa, situada en el RE de las células del hígado o riñón, y solo la G6P proveniente del glucógeno pasa a sangre si es a partir del hígado o en el riñón, son los únicos que tienen esta enzima y por tanto los únicos capaces de hacer gluconeogénesis.
2 3 Biosíntesis del glucógeno Una manera de activar la glucosa es mediante una molécula que se llama nucleótido azúcar. Se forma mediante la unión del carbono anomérico de un azúcar a un nucleótido con varios fosfatos para formar un nucleótido azúcar, generalmente llamado UDP glucosa. Esto es así para la síntesis de glicógeno, almidón, celulosa, sacarosa… Este azúcar tiene la particularidad de que la reacción de síntesis de es favorable e irreversible porque se rompe un enlace rico en energía. Cuando salen dos fosfatos del nucleótido se libera energía (se rompe el enlace fosfoanhidra), y se une el nucleótido a la glucosa por enlace fosfoester. La rotura del enlace rico en energía hace que sea favorable. La molécula resultante tiene cargas negativas y eso hace que se puedan formar interacciones no covalentes en los centros activos de las enzimas que catalizaran la glucosa activada. De esta manera, marcando la G6P con UDP se determina que esta glucosa tendrá que ir a la síntesis de glucógeno y ya no podrá ir a otras vías.
Una vez tenemos la UDP-glucosa, la enzima glucógeno sintasa polimeriza el enlace α (14), para ello se rompe el enlace fosfoéster de la glucosa con UDP y esta rotura permite la formación del enlace en el extremo no reductor de la cadena. Así haremos crecer la cadena. Para que la enzima pueda unir una molécula de glucosa tiene que haber por lo mínimo 8 moléculas de glucosa en la cadena base. Para generar esta pequeña cadena se necesita la glucogenina, que permite unir la primera molécula de glucosa y las otras 7 hasta obtener 8, donde empezara a actuar la glucógeno sintasa. La glucogenina se mantiene dentro del granulo de glicógeno. Solo hay una glucogenina para las 8 moléculas de glucosa.
Cuando hay más de 11 moléculas de glucosa participa la enzima ramificadora, que es el que forma los enlaces α (16), de manera que cuando hay una cadena muy larga, rompe uno de los enlaces y lo mueve cuatro residuos a la derecha y forma el enlace y las ramificaciones. Esto permite aumentar el número de extremos no reductores para que se vaya almacenando más glucosa ya que hay más extremos donde se puede unir. Además se puede degradar más rápidamente porque también es por ese extremo por el que se degrada. Hay muchas enfermedades relacionadas, tanto en la síntesis como en la degradación, afectando especialmente al hígado.
4 La función del hígado es mantener la homeostasis de la glucosa, por eso al acabar de comer capta glucosa y la almacena para que no haya exceso. Cuando dormimos y no comemos libera glucosa para mantener el equilibrio y que órganos como el cerebro puedan seguir recibiendo alimento.
5 Regulación del metabolismo de glucógenos La glucógeno fosforilasa y glucógeno sintasa pueden regularse de manera alostérica y por fosforilación. La glucógeno fosforilasa tiene forma activa fosforilada y otra menos activa no fosforilada, se activa por fosforilación.
No es completamente inactiva cuando está desfosforilada. Se fosforila por acción de la fosforilasa b kinasa, que se activa a su vez por acción de glucagón. Se secreta glucagón cuando hay poca glucosa en sangre y actúa sobre un receptor que actúa vía PKA (proteína kinasa dependiente de AMPc ) que fosforila la fosforilasa b kinasa. La activarse la kinasa se activa a su vez la glucógeno fosforilasa. El glucagón inhibe glucolisis en el hígado, estimula la gluconeogénesis y para la síntesis de glucógeno para liberar glucosa a sangre. Por eso se busca activar la glucógeno fosforilasa, porque rompe los enlaces entre las glucosas. La adrenalina en el musculo estimula la degradación del glucógeno, funciona igual que la glucagón en el musculo.
En sentido contrario, es desfosforilada por una fosfatasa llamada fosforilasa a fosfatasa (PP1). La PP1 inactiva la glucógeno fosforilasa y a su vez activa la glucógeno sintasa. Esto es porque glucógeno sintasa se activa cuando está desfosforilada, se activa por desfosforilación. De este modo cuando PP1 este activa podrá desfosforilar, activando la glucógeno sintasa (biosíntesis de glucógeno) e inactivando la glucógeno fosforilasa (inhibir la glucogenolisis). Los moduladores alostéricos son moduladores de la PP1, la cual es activada por insulina, glucosa y G6P. Se secreta insulina cuando hay mucha glucosa en sangre, actúa sobre PP1 para inactivar degradación de glucógeno porque ya hay mucha glucosa, y activar la glucógeno sintasa para que se almacene el exceso en forma de glicógeno. Además la glucosa o G6P modulan positivamente, cuando hay niveles altos toda la glucosa que entre en el hepatocito será fosforilada, estimularán PP1 para que se almacene en forma de glucógeno.
La insulina fosforila la glucógeno sintasa kinasa 3 (GSK3) para inactivarla, ya que recordemos se activa por desfosforilación. GSK3 se fosforila y por lo tanto se inactiva y no puede inactivar la glucógeno sintasa ya que no la puede fosforilar; es decir, seguirá desfosforilada y activa, por lo que cuando hay mucha glucosa, se secreta insulina 6 y se favorece la síntesis de glucógeno. La glucosa modula positivamente PP1 para que se active la glucógeno sintasa y se inhiba la glucógeno fosforilasa, ya que cuando hay mucha glucosa nos interesa que se convierta en glucógeno.
El glucagón y la adrenalina en músculo (en el hígado tiene efecto contrario que en músculo) tiene efecto inverso sobre la glucógeno sintasa, la inactivan para que no se genere glucógeno. El glucagón mediante PKA además fosforila la fosforilasa kinasa b para favorecer la glucogenolisis, y actúa también sobre PP1 inactivándola (así no puede desfosforilar la glucógeno sintasa y activarla, seguirá inactiva y fosforilada). El calcio también activa la fosforilasa kinasa b, cuando hay mucho calcio es porque el musculo está realizando mucho trabajo y necesita energía que obtiene por glucolisis y gluconeogénesis.
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