Metabolismo del glucógeno I y II Flashcards
¿Qué es el glucógeno?
Un polímero muy grande de glucosa, formado por enlaces lineales alpha-1,4 y ramificaciones alpha-1,6.
Se encuentra en tejidos como hígado, músculo esquelético y cerebro.
¿Por qué se almacena la glucosa como glucógeno?
La glucosa es una molécula osmóticamente activa, es decir, podría producir el ingreso de agua a la célula lo cual generaría una desbalance osmótico causando daño o muerte celular.
El glucógeno sin embargo, es un polímero osmóticamente inactivo y a su vez, es degradado rápidamente frente a demas de obtención de energía.
¿Todos los organismos eucariotas almacenan glucosa como glucógeno?
NO, las plantas pueden almacenar glucosa como almidón
¿Cuáles son los sitios de mayor almacenamiento del glucógeno?
- HÍGADO, el glucógeno corresponde a un 8% del peso total del tejido.
- MÚSUCLO ESQUELÉTICO, el glucógeno corresponde a un 2% del peso total del tejido. Pero en promedio almacena mayor cantidad de glucógeno por haber mayor masa muscular.
- CEREBRO, el glucógeno corresponde al 0,2% del peso del tejido.
Mencione las enzimas que participan en la vía de síntesis y degradación del glucógeno.
Degradación del glucógeno
* Glucógeno fosforilasa, libera glucosa 1P
* Enzima desramificante, acion transferasa y alpha-1,6 glucosidasa
* Fosfoglucomutasa, transforma glucosa 1P en glucosa 6P.
Síntesis del glucógeno
* Glucogenina
* UDP glucosa pirofosforilasa
* Glucógeno sintasa
* Enzima ramificante
¿Cómo se ve coordinada la síntesis y degradación de glucogeno? Describa brevemente
Todas las enzimas involucradas en el metabolismo del glucógeno se encuentran asociadas a la molécula de glucógeno.
Varias de las enzimas que participan se regulan de manera alostérica y covalentemente, dependiendo los requerimientos energéticos de la célula.
Frente a la liberación de hormonas, estas interactúa con sus receptores de membrana y desencadenan una casacada de señalizacion que conduce a la fosforilación reversible de las enzima, ya sea que las active o inactive.
Describa el primer paso en la degradación del glucógeno, catalizado por la glucógeno fosforilasa.
Tipo de reacción: fosforólisis.
Sustrato: glucógeno (n residuos)
Producto: glucógeno (n-1 residuo) + glucosa-1P
La glucógeno fosforilasa introduce a la molécula de glucógeno un ortofosfato que causa la ruptura del enlace glucosídico alpha-1,4 en un extremo no reductor. Utiliza como cofactor al piridoxal fosfato (PLP) que favorece que el ortofosfato ceda un H+ al oxígeno del C4 que forma parte del enlace glucosídico (actúa como catalizador ácido), esto causa la ruptura del enlace y genera un carbocatión en el C1 donde se encontraba el enlace alpha-1,4.
El cabocatión y el ortofosfato reaccionan para formar glucosa-1P.
Esta acción se repite a lo largo de la cadena lineal de glucógeno con enlaces alpha-1,4 hasta llegar a un extremo no reductor que presente una ramificación con enlace alpha-1,6.
¿Cómo es la reacción in vivo de la fosforólisis?
La fosforólisis se ve favorecida hacia la degradación de glucógeno ya que la proporción de Pi/Glu-1P es superior a 100, favoreciendo sustancialmente la fosforólisis. Muy ventajoso porque el azúcar liberado se encuentra fosforilado.
In vitro es facilmente reversible.
¿Por qué es importante que la reacción de la glucógeno fosforilasa de glucosa-1P?
Porque el compuesto ya se encuentra fosforilado, por un lado el grupo fosfato en la molécula impediría que sea transportado fuera de la célula y que tampoco pueda difundir por la membrana. Por otro lado, el hecho de que se encuentre fosforilado es ventajo ya que la célula no requeriría del gasto de ATP para producir glucosa fosforilada.
Describa la reacción catalizada por la enzima desramificante
Tipo de reacción: hidrólisis
Sustrato: glucógeno (n residuos)
Producto: glucógeno (n residuos - 1) + glucosa
La enzima desramificante presenta una acción dual, incialmente presenta acción de transferasa donde mueve un bloque de 3 residuos glucosídicos desde una rama externa a otra, es decir, hacia un extremo no reductor de otra cadena lineal formando el enlace alpha-1,4, y deja expuesta la primera glucosa de la ramificación que esta unida por un enlace alpha-1,6.
Ahora presenta una acción alpha-1,6 glucosidasa donde escinde el enlace alpha-1,6 liberando una molécula de glucosa y quedando el glucógeno con la molécula lineal menos un residuo.
En esa molécula lineal puede volver a actuar la glucógeno fosforilasa y la glucosa liberada es fosforilada por la hexoquinasa.
Describa la reacción de la fosfoglucomutasa
La glucosa-1P es transformada en glucosa-6P por la fosfoglucomutasa para ingresar en la corriente metabólica.
La enzima intercambia el grupo fosforilo con el sustrato, la enzima contiene un residuo de Serina fosforilado. Entonces se transfiere el grupo fosforilo de la Ser al -OH del C6 de la glucosa-1P y genera glucosa-1,6bisP.
Se regenera la enzima por tomar el grupo fosforilo del C1 de la glucosa-1,6bisP y genera glucosa-6P.
Mencione los estados y conformaciones que puede tomar la glucógeno fosforilasa. Describalos brevemente
La glucógeno fosforilasa se activa por fosforilación en residuos de Ser.
* FORMA A= es la más activa, ya que se encuentra fosforilada.
* FORMA B= es la inactiva, ya que no se encuentra fosforilada.
A su vez, cada una de estas formas de la enzima posee una preferencia por un estado conformacional R (relajado) o T (tenso). El estado R corresponde a un estado donde el sitio catalítico de la enzima se encuentra accesible para ejercer su función, se asocia a la forma A de la misma.
El estado T se genera por un cambio conformacional de la enzima, donde las alpha-hélices mueven un loop hacia afuera bloqueando parcialemte el sitio activo. Asociada a la forma B de la misma.
Mencione los moduladores alostéricos de la glucógeno fosforilada del músculo esquelético.
- AMP, modulador positivo. Favorece el cambio conformacional al estado R, como GP forma B.
- ATP y Glu-6P, moduladores negativos. Favorecen el cambio conformacional al estado T, formaB.
¿Todas las isoformas de la GP son reguladas alostéricamente? De ejemplos.
La GP hepática se mantiene en su forma A y en conformación R independientemente de las concentraciones de AMP, ATP o Glu-6P. Por otro lado, no es insensible a las modificaciones covalentes dadas por las fosforilasa quinasa o la PP1, que se activan ante la cascadas de señalización de hormonas como glucágon o insulina, respectivamente.
La GP muscular se modula alotérica y covalentemente, AMP es un modulador positivo mientras que el ATP y la glucosa-6P son moduladores negativos. La señalización de hormonas desencadena una cascada que activa a la fosforilasa quinasa o la PP1, para fosforilar o desfosforilar la enzima. Señal por adrenalina principalmene, en menor medida insulina y glucágon.
La GP del cerebro presenta una modulación similar a la GP muscular, siendo modulada positivamente por la unión de AMP a sitio alostérico de unión.
Describa la estructura de la fosforilasa quinasa
HOMODÍMERO, presenta 2 lóbulos cada uno con:
* 2 subunidades gamma: sitio catalítico
* 2 subunidades delta: sitio de unión al calcio
* 2 subunidades alpha + 2 subunidades beta: sitios de fosforilación
La enzima es activada por fosforilación por la PKA, PKA se activa por fosforilación dada en la cascada activada por la unión del ligando a un receptor GPCR Gs, aumenta el AMPc y activa PKA.
