BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento de Biología Molecular M. Dolores Delgado IMPORTANCIA Y FUNCIÓN DEL GLUCÓGENO

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1 . Metabolismo del glucógeno. Imortancia y función del glucógeno. Degradación del glucógeno: glucógeno, enzima desramificante. Biosíntesis del glucógeno: glucógeno, enzima ramificante. Regulación hormonal y alostérica. Regulación diferencial en tejido muscular y heático. ontrol coordinado de la síntesis y degradación del glucógeno. Algunos transtornos del metabolismo glucídico. BIOQUÍMIA-1º de Medicina Deartamento de Biología Molecular M. Dolores Delgado IMPORTANIA Y FUNIÓN DEL GLUÓGENO Forma de almacenamiento de glucosa fácilmente movilizable El exceso de glucosa de la dieta se almacena como glucógeno. Se moviliza cuando surge una necesidad: actividad muscular, entre comidas (reserva energética h) Se encuentra en el citosol: gránulos de 10-40nm. ontiene las enzimas ara su degradación y biosíntesis y las enzimas reguladoras. Lugares rinciales de almacenamiento: hígado y músculo esquelético Funciones diferentes: regular el nivel de Glucosa en sangre (hígado) y suministrar glucosa ara la actividad muscular vigorosa (músculo) Existen defectos enzimáticos congénitos que alteran el metabolismo del glucógeno: enfermedades de almacenamiento del glucógeno 2

2 EL ONTENIDO DE GLUÓGENO DEL HÍGADO VARÍA A LO LARGO DEL DÍA Gránulos de glucógeno 3 FUNIONES DEL GLUÓGENO EN HÍGADO Y MÚSULO GLUÓGENO GLUÓGENO Glucosa-1-P Glucosa-1-P Glucosa-6-P Glucosa-6-P Glucosa-6- GLUOLISIS Gluconeogénesis Glucosa MÚSULO O 2 Lactato HIGADO Glucosa en sangre 4

3 OMPARAIÓN DE LAS FUNIONES DEL GLUÓGENO HEPÁTIO Y MUSULAR GLUÓGENO HEPÁTIO GLUÓGENO MUSULAR Función rincial Mantenimiento de la concentración de glucosa en sangre ombustible de reserva ara la contracción muscular Otras Funciones Utilizado como combustible ara cualquier tejido: el hígado contiene glucosa-6- que desfosforila la Glu y ermite que salga a sangre. Ninguna, el músculo carece de glucosa- 6- y la glucosa-6-p no uede abandonarlo. Deósitos Arox. 10% del eso del hígado. Sólo duran h durante el ayuno Arox. 1-2% del eso del músculo (ero tenemos mucha más masa muscular, or lo que hay el doble de glucógeno que en el hígado) ontrol hormonal El glucagón y la adrenalina estimulan la glucogenolisis. La insulina estimula la síntesis La adrenalina estimula la glucogenolisis La insulina estimula la síntesis 5 DEGRADAIÓN Y BIOSÍNTESIS DEL GLUÓGENO Glucogenolisis GLUÓGENO Glucogenogénesis + desramificante UDP-Glucosa + ramificante UTP UDP-glucosa iro Glucosa-1-P OJO, solo en hígado Glucosa-6- Fosfoglucomutasa Glucosa-6-P Glucosa Hexo Gluco Glucolisis, otras vías músculo hígado Glucosa 6

4 Estructura del (α 1 6) (α 1 4) 7 HIDROLISIS Y FOSFOROLISIS HIDROLISIS: Digestión de olisacáridos y disacáridos H 2 O OH + HO FOSFOROLISIS: Movilización del glucógeno intracelular O P + HO 8

5 GLUOGENOLISIS Enlace (α 1 6) 1. FOSFOROLISIS 4. fosfogluco mutasa Glucosa-6-P Glucosa-1-P desramificador 2. ATIVIDAD TRANSFERASA desramificador 3. ATIVIDAD DESRAMIFIANTE Polímero (α1 4) sin ramificaciones, sustrato ara la acción osterior de la Lehninger Princiios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y ox, M.M. Omega REGULAIÓN DE LAS RUTAS METABÓLIAS Objetivos: Que la velocidad de la vía esté adatada a las necesidades de la célula Que las vías de síntesis y degradación no estén activas a la vez Mecanismos: s alostéricos (segundos o menos) Regulación hormonal (segundos a minutos) Regulación genética (horas) Generalidades: Las enzimas reguladoras catalizan reacciones irreversibles Las rimeras reacciones de la ruta metabólica suelen estar reguladas Las isoenzimas esecíficas de tejido ermiten regulación diferencial en los distintos órganos Las enzimas reguladoras catalizan etaas limitantes de la ruta Muchas rutas tienen regulación or retroalimentación (inhibición or roducto final) La regulación hormonal integra las rutas en los distintos tejidos Las hormonas regulan el metabolismo or cambios en el estado de fosforilación de las enzimas o cambios en la regulación genética (inducción o reresión génica) 10

6 GLUÓGENO FOSFORILASA Ser-14 Ser-14 "Biochemistry" 2nd ed. Garrett, R.H. and Grisham,.M. Saunders ollege Publishing Proteína fosforilada Ser H 2 O Proteína no fosforilada ADP Ser-OH Modificación covalente reversible: fosforilación/desfosforilación 11 REGULAIÓN DE LA GLUÓGENO FOSFORILASA (I) A) MÚSULO. Objetivo: roducción de vía glucolisis A ) REGULAIÓN POR MODIFIAIÓN OVALENTE Forma a (activa) ) REGULAIÓN ALOSTÉRIA Forma b (oco activa) Fosforilasa a Fosforilasa b 2 ADP 2 AMP 2 AMP 2 2 AMP AMP Forma b activa) Forma b (oco activa) AMP = ATIVADOR ALOSTÉRIO = INHIBIDOR ALOSTÉRIO B ) REGULAIÓN HORMONAL ADRENALINA ascada de fosforilaciones Forma a (activa) 12

7 REGULAIÓN DE LA GLUÓGENO FOSFORILASA (II) B) HÍGADO. Objetivo: mantener la [glucosa] constante en sangre A ) REGULAIÓN POR MODIFIAIÓN OVALENTE Forma a (activa) IGUAL QUE EN EL MÚSULO Fosforilasa a 2 Fosforilasa b 2 ADP 2 ) REGULAIÓN ALOSTÉRIA 2 GLU Forma a (activa) Forma b (oco activa) B ) REGULAIÓN HORMONAL 2 GLU GLU GLUAGÓN ascada de fosforilaciones Forma a (activa) GLU GLU GLUOSA = INHIBIDOR ALOSTÉRIO Forma b (oco activa) 13 AIÓN DE LA ADRENALINA Y EL GLUAGÓN SOBRE EL METABOLISMO DEL GLUÓGENO ADRENALINA (músculo e hígado) GLUAÓN (solo en hígado) 1x Adenilato ciclasa A PKA R R camp 10x P PKA PKA P camp 100x GLUOGENOGENESIS b GLUÓGENO a P GLUOSA-1-P 1000x 10000x GLUOGENOLISIS 14

8 DEGRADAIÓN Y BIOSÍNTESIS DEL GLUÓGENO Glucogenolisis GLUÓGENO Glucogenogénesis + desramificante UDP-Glucosa + ramificante UTP UDP-glucosa iro Glucosa-1-P OJO, solo en hígado Glucosa-6- Fosfoglucomutasa Glucosa-6-P Glucosa Hexo Gluco Glucolisis, otras vías músculo hígado Glucosa 15 Biosíntesis del glucógeno Glucosa (dieta) HK, GK Glucosa-6-P Gluconeogénesis 1. INIIAIÓN fosfoglucomutasa Glucosa-1-P 2 ΔGº = -25kJ/mol iro 2. ELONGAIÓN UTP P UDP-Glucosairo UDP-Glucosa UDP (Glucosa) n (Glucosa) n+1 3. RAMIFIAIÓN ramificante (glucosiltransferasa) GLUÓGENO 16

9 UDP-glucosa (n) a (n+1) Lehninger Princiios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y ox, M.M. Omega ramificante 7 resíduos de Glu ramificante Lehninger Princiios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y ox, M.M. Omega

10 AIÓN DE LA ADRENALINA Y EL GLUAGÓN SOBRE EL METABOLISMO DEL GLUÓGENO ADRENALINA (músculo e hígado) GLUAÓN (solo en hígado) Adenilato ciclasa A PKA R R camp P PKA PKA P camp GLUOGENOGENESIS b GLUÓGENO a P GLUOSA-1-P GLUOGENOLISIS 19 ALGUNOS EFETOS DE LA INSULINA 1. Estimulación or insulina de la catación de glucosa (músculo, adiocitos) GLUT4 2. Insulina activa la glucógeno via PKB---GSK3, ver temas 29 y 30 Lehninger Princiios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y ox, M.M. Omega

11 INSULINA, GLUAGÓN Y ADRENALINA en el metabolismo glucídico INSULINA Anabolizante en resuesta a alta [GLU] en sangre GLUOSA GLUAGÓN Movilización de combustibles en resuesta a baja [GLU] en sangre ADRENALINA Movilización de combustibles en resuesta a estrés o emergencia FUENTE GLUAGÓN ADRENALINA INSULINA élulas ancreáticas α Médula adrenal élulas ancreáticas β DIANA EFETOS: Hígado Músculo> Hígado Músculo, Hígado,adioc. Glucogeno lisis Síntesis de glucógeno Fructosa 2,6-BP gluconeo génesis 21 22

12 Princiales enfermedades de deósito del glucógeno Fundamentos de Bioquímica Metabólica 23 INTOLERANIA A LA LATOSA Déficit de Lactasa: Lactosa Glu + Gal GALATOSEMIA Déficit de enzimas del metabolismo de la galactosa (uridil transferasa, galacto, UDP-Glucosa eimerasa) 24

13 FIN DEL METABOLISMO DEL GLUÓGENO GENO 25

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