Glucogenogénesis Y Glucogenolisis

Front 1

PASOS DE LA GLUCOGENOGÉNESIS (y las enzimas que participan) FIAGE

Back 1

1. FOSFORILACION: Hexoquinasa ó Glucoquinasa
2. ISOMERIZACION: Fosfoglucomutasa (PGM)
3. ACTIVACION: UDP-Glucosa pirofosforilasa (UDPG)
4. GLUCOGENO SINTASA (GS)
5. ENZIMA RAMIFICANTE

Front 2

Glucoquinasa (hepática) o Hexoquinasa (muscular)

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• Es la primera reacción de la glucólisis y se trata de una reacción irreversible (ΔG’º= -16,7 KJ/mol).
• La glucoquinasa actúa en el hígado y no se puede regular, en cambio, la hexoquinasa participa en la glucólisis muscular y si que es posible su regulación a partir de los niveles de glucosa-6-fosfato.
• La glucoquinasa tiene una KM alta por tanto su afinidad por el sustrato es baja, mientras que la KM de la hexoquinasa es baja, por tanto tiene mucha afinidad por el sustrato.

Front 3

Fosfoglucomutasa

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• Es un enzima reversible que puede actuar tanto en la glucogenogénesis como en la glucogenolisis.
• Su función es transferir el fosfato de la posición 6 a la 1 en la glucosa (o viceversa), es decir transforma la glucosa-6-P en glucosa-1-P.
• Su actividad requiere cierta concentración de Glucosa -1,6-BP, ya que si su concentración baja el enzima se inactiva (forma defosfoenzima).
• Para que el enzima se active tiene que estar fosforilado mediante la serina.

Front 4

Glucosa-1-P Uridil Transferasa o UDP-Glucosa pirofosforilasa

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• Esta enzima convierte la glucosa-1-P en UDP-glucosa.
• Activa energéticamente la glucosa formando un enlace de alta energía.
• Para llevar a cabo este paso se gasta 1 ATP.
• Aunque la reacción en la que participa la UDP-glucosa pirofosforilasa tiene un cambio de ΔG’º para la síntesis de UDP-Glucosa pequeño se trata de una reacción irreversible porque se produce la hidrólisis del pirofosfato resultante, es decir, a partir de un pirofosfato (PPi) se obtienen dos fosfatos libres (2Pi). Esta reacción la lleva a cabo la enzima pirofosfatasa inorgánica

Front 5

Glucógeno Sintasa

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• Añade la UDP-glucosa al glucógeno.
• Este enzima rompe un enlace y forma un enlace α 1-4 en el extremo no reductor del glucógeno. [El profesor aclaró que, en principio, sólo hay un extremo reductor en cada cadena, pero si se producen ramificaciones aumenta mucho el número de extremos reductores].
• Hay que regenerar UTP gastado en el paso anterior (UDP+ATP da UTP+ADP). La enzima encargada de realizar esta reacción es la nucleósido difosfato quinasa. Este es el motivo por el cual la síntesis de glucógeno cuesta energía

Front 6

Síntesis “de novo” del glucógeno

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• La síntesis “de novo” del glucógeno requiere un “cebador” ya que la enzima glucógeno sintasa no tiene afinidad por una molécula de glucosa aislada.
• Por tanto, La síntesis “de novo” del glucógeno a partir de una molécula aislada de glucosa (o UDP-glucosa) no es posible sin el empleo de una proteína cebadora o iniciadora: la glucogenina.
• La afinidad de la glucógeno sintasa por la glucosa aumenta conforme la cadena de glucógeno se va haciendo más larga.
• Como conclusión: la glucogenina tiene alta afinidad por UDP-glucosa y puede unir glucosa por su extremo reductor; la glucógeno sintasa sí tiene afinidad por la glucosa unida a glucogenina pudiendo emplearla como “cebador” para añadir más glucosas.

Front 7

Enzima ramificador

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• Esta enzima tiene actividad 4,6 glucosiltransferasa, es decir, cuando hay 11 glucosas seguidas realiza un enlace α 1,6 que engloba a 4 restos de glucosa.

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Rendimiento Neto en hígado y músculo

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Glucosa + 1 ATP da Glucosa-6-P + 1ADP.
2) Glucosa-6-P da Glucosa-1-P
3) Glucosa-1-P + 1 UTP da UDP-Glucosa + PPi
4) PPi dan 2Pi (se gasta un equivalente de ATP)
5) Glucógeno (n) + UDP-Glucosa dan Glucógeno (n+1) + UDP
6) 1 UDP + 1 ATP dan 1 UTP + 1 ADP (para compensar el gasto de UTP)
En resumen: Glucógeno (n) + Glucosa + ~3 ATP dan Glucógeno (n+1).
[Lo más importante es recordar que son necesarios 3ATP para unir una glucosa a la cadena de glucógeno].

Front 9

La glándula mamaria

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• La glándula mamaria es un caso especial de activación como UDP-glucosa para síntesis de lactosa.
• Las enzimas que llevan a cabo este proceso son la UDP-glucosa-4-epimerasa y la lactosa sintetasa.
• La UDP-glucosa-4-epimerasa convierte la UPD-glucosa en UPD-galactosa y la lactosa sintetasa transforma la Glucosa y la UPD-galactosa en lactosa (ambos procesos son reversibles). Por tanto, sólo se requiere glucosa para sintetizar lactosa.

Front 10

glucogenolisis

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Front 11

Rendimiento neto en el hígado

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• En este órgano hay una fosforólisis de glucógeno hasta glucosa sin gasto ni producción de ATP.
• Glucógeno (n) + Pi dan Glucógeno (n-1) + Glucosa + Pi
• El hígado busca mantener los niveles de glucosa (homeostasis de glucosa).

Front 12

6. Rendimiento Neto en Músculo

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• En este órgano hay una fosforólisis de glucógeno hasta glucosa-6-P sin gasto ni producción de ATP, seguida de una degradación glucolítica de la Glucosa-6-P hasta 2 lactatos (en condiciones anaerobias).
• Glucógeno (n) + Pi dan Glucógeno (n-1) + Glucosa-1-P
• Glucosa-1-P da 2 Lactatos + 3 ATP
• El músculo responde a las necesidades energéticas.