BSM Tema 4.2 Regulació de la glucòlisi i gluconeogènesi (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Biosenyalització i Metabolisme
Año del apunte 2014
Páginas 4
Fecha de subida 02/02/2015
Descargas 7
Subido por

Vista previa del texto

REGULACIÓ DE LA GLUCÒLISI I LA GLUCONEOGENESI REGULACIO METABÒLICA Concentracions d’enzims crítiques a la transcripció.
Enzims que catalitzen processos irreversibles a la glucòlisi: hexoquinasa, fosfoquinasa i piruvat quinasa.
1.- regulació del fluxe a través d’una ruta amb múltiples passos.
2.- Regulació dels enzims claus a) Hexokinasa i glucokinasa (isoenzims): b) Fosfofructoquinasa 1: Glucosa + ATP --------> Glucosa-6-P + ADP Fuctosa-6-P + ATP------------->Fructosa 1,6-biP + ADP Etapa limitant de la glucòlisi i la gluconeogènesi.
Activada per Fruc2,6-biP. L’adrenalina augmenta [glucagó] i disminueix [insulina].
c) Piruvat Quinasa: Fosfoenolpiruvat + ADP--------> Piruvat + ADP Activada al·lostèricament per fructosa 1,6-biP, inhibida al·lostèricament per ATP. Inhibida també per Acetil-CoA i acids grassos de llarga cadena.Regulacio covalent per fosforilació.
GLICOGEN Es la forma d’emmagatzematge de glucosa als animals i molts microorganismes. Es un polisacàrid format per unitats de glucosa unides per enllaços α(14) i ramificacions α(16). Els punts de ramificació es troben separats per com a mínim 8 unitats de glucosa. Cada molècula de glucosa tindrà un extrem reductor i molts extrems no reductors. Diferenciem els extrems dels monosacàrids per la seva reactivitat.
L’extrem reductor és aquell amb el grup aldehid lliure.
Degradació: (glicogen)n + Pi ---------------------> glucosa 1-fosfat + (glicogen)n-1 GLICOGENOLISI: degradació del glicogen cap a glucosa Glicogen fosforilasa: eliminació del residu terminal, per trencament de l’enllaç α-1,4.
Enzim desramificador: oligotransferasa (desramificar) i α-1,6-glucosidasa.
La fosfoglucomutasa permet la síntesi de glucosa 6-P i es la connexió amb el metabolisme de la glucosa. La transformació de la glucosa-1P a glucosa-6P permetrà utilitzar la glucosa en altres vies metabòliques.
La glucosa 6-fosfatasa es troba en el fetge i contribueix a regular els nivells de glucosa a la sang disminuint la concentració a altres teixits. EN canvi al múscul no hi ha G6P, la glucosa quedarà retinguda dins les cèl·lules. El glicogen muscular s’utilitzarà com a reserva energètica del propo muscuul, proporcionant energia per a la contracció muscular.
SINTESI DE GLICOGEN Al fetge i musucul. No es directament la via inversa de la glicogenesi. Es dona polimerització a partir d’unitats de glucosa. La ramificació facilita la seva solubilització. Els extrems no reductors son el substrat dels enzims de síntesi i degradació, incrementat la velocitat del procés. Requereix energia.
SÍNTESI DE SUCRES-NUCLEOTIDS Les unitats deglucosa que s’incorporen al polímer de glicogen s’han d’activar prèviament com una forma activada de la glucosa (UDP-glucosa). Aquest pas es irreversible i allibera pirofosfat.
Nucleòtid sucre: activació del C anomèric de l’hexosa per la unió d’un nucleòtid amb un enllaç ester-fosfat.
GLICOGENINA: iniciació de la síntesi de glicogen Per iniciar una cadena de glicogen cal la glicogenina que actua com a cebador. En la primera etapa s’uneix a una molecula d’UDP-glucosa i la catalitza l’actiitat glucosil transferasa de la pròpia glicogenina. S’allarga la cadena inicial amb 7 residus mes. La glicogenina queda unida a l’extrem reductor durant tot el procès.
Després es forma un complex amb la glicogen sintasa, enim que continuarà el procès de síntesi.
GLICOGEN SINTASA: enzim clau UDP-glucosa s’incorpora a la cadena de glicogen en l’extrem no reductor, enllaça el C1 d’una glucosa activada amb el C4 d’una glucosa acceptora. La cadena ha de tenir com a mínim 8 unitats de glucosa.
ENZIM RAMIFICADOR: activitat glucosil 1,4----> 1,6 transferasa L’enzim ramificador transfereix fragments lineals de 6 o 7 residus de glucosa, des de l’extrem no reductor a un grup OH en posició C6 en la mateixa branca. Es trenca un enllaç α-1,4 i es forma un nou enllaç α-1,6.
REGULACIO DE LA GLICOGEN FOSFORILASA Enzim subjecte a diferents mecanismes de regulació: modificació covalent reversible (la PP1 el converteix en la forma menys activa i la fosforilasa kinasa pot retornar a la seva forma), control hormonal, regulació per augment [Ca2+]i regulació al·lostèrica (nivells alts d’AMP l’activen i nivells alts d’ATP la inactiven).
La glucosa també li fa de regulador al·lostèric: quan hi ha molta a la sang, augmenta al fetge, s’uneixen la glucosa i la glicogen fosforilasa i s’inhibeix la degradació de glicogen al fetge. Per tant la forma hepàtica de la glicogen fosforilasa actua com un sensor de glucosa.
 Resposta del múscul a la arribada d’adrenalina i la del fetge a l’arribada de glucagó. Les dues respostes activen la degradació de glicogen, l’adrenalina facilitarà l’aport de G1P que entrarà a la glicòlisi (prèvia transformació a G6P) el que donarà ATP per la contracció. Al fetge significarà la sortida de la glucosa a la sang.
Les glicogen fosforilases de fetge i múscul son dos isoenzims amb propietats reguladores diferenciades: la forma muscular respon també a [AMP] i a [Ca2+] i la forma hepàtica als nivells de glucosa.
REGULACIO DE LA GLICOGEN SINTASA La glicogen sintasa també pot existir en forma fosforilada: glicogen sintetasa b (relativament inactiva); i defosforilada: glicogen sintasa a(activa). La glicogen sintasa quinasa 3 (GSK3) és quinasa fosforiladora la més important.
Es pas de glicogen sintasa b a a està activada per la PP1, que treu els grups fosforil. L’adrenalina activa la PP1 i/o fosforila GSK3, així l’adrenalina promou la síntesi de glicogen. També pot inhibir-la fosforilant GM.
REGULACIO DEL METABOLISME DE CARBOHIDRATS AL FETGE Després d’un menjar ric en carbohidrats: Augment de [glucosa] en sang, insulina, activació de GSK3 i PP1 al fetge, activació de la glicogen sintasa i de la glicogen fosforilasa. L’augment de [glucosa] porta a l’entrada d’hexokinasa IV del nucli al citosol, amb el que la glucosa es fosforila estimulant-se la glicòlisi i la síntesi de glicogen.
Entre menjars o després d’un deuni llarg: el glucagó activa la PKA, que fosforila la fosforilasa quinasa, qui fosforila la glicogen fosforilasa. Això promou la degradació de glicogen i inhibeix la seva síntesi. A més s’inhibeix la glicòlisi inhibint la PFK-1 i PK. L’efecte es inhibir la síntesi de glicogen i produir glucosa que vagi a la sang.
Al fetge el glucagó i l’adrenalina fan el senyal d’activar la glicogenòlisi i la gluconeogènesi, però al múscul no hi ha glucagó, així que l’adrenalina activa la glicogenòlisi i la glicòlisi.
Quan fem un sprint hi ha cooperació entre glicòlisi i gluconeogènesi: al múscul esquelètic la glucosa es metabolitza cap a lactat; al múscul cardíac el lactat passara a piruvat (s’usarà de combustible). La gluconeogènesi al fetge assegura que arribara prou sang al múscul, cor, etc.
...