Glucógeno: un polisacáridomuy ramificado
100-400Å, aprox. 15000 unid. de Glc, 1 ramif cada 8-14 unid., enzimas
¿Porqué usar glucógeno?
• Permite acumular Glc sin subir demasiado la presión osmótica: [Glc] = 0.4 M; [Glcg] = 10 nM
• Permite procesar un sustrato oxidable aún en forma anaeróbica o microaeróbica, con las grasas no se puede
• Permite una movilización rápida, que tampoco se puede con las grasas
• Las grasas no pueden ser convertidas en Glc, se necesita una fuente de este HdeC
Inhibe a la proteína fosfatasa-1Inhibidor-1
Defosforilación de proteínasProteína fosfatasa-1
Proteína que une Ca y fosforilasakinasa
Calmodulina
Fosforila a la glucógeno fosforilasaFosforilasa kinasa
Fosforilación de FK y de GSProteína kinasa A
Síntesis de glucógenoGlucógeno sintasa
Degradación del glucógenoGlucógeno fosforilasa
ActividadNombre
HK o GK
Glucosa + ATP Glc-6-P + ADPPGI
Glc-6-P Glc-1-P
UDPG PPasa
Glc-1P + UTP UDPGlc + PPi ΔG~0
PPi + H2O 2 Pi ΔG= -33.5 kJ/mol
sintasa
(Glucosa)n + UDPGlc (Glucosa)n+1 + UDP ΔG= -14 kJ/mol
Síntesis del glucógeno
Modelo para la síntesis de glucógeno mediante la glucogenina (GN), glucógenosintasa (GS) y enzima ramificante
(1) GN es autoglicosilada, uniendo Glc a Tyr-194 (2) GN elonga el polímero hasta 8 unidades (3) GS se une (4) GS elonga el polisacárido (glucógeno) usando el cebadorproducido por GN. (5) Actúa la enzima ramificante
Prot. kinasa dep. de
AMPc i n act .
Prot. kinasa dep. de
AMPc act i va
cAMP
+
Glucógeno sintasaact i va
Glucógeno sintasa
i nact i vaATP ADP
P
Fosforilasa kinasa
i nact i va
Fosforilasa kinasaact i va
ATP ADPP
Glucógeno fosforilasai n act i va
Glucógeno fosforilasa
act i vaATP ADP
P
Ca+++
Regulación recíproca de las vías de síntesis y degradación del glucógeno
Cascada de amplificación de la
señal G lucagón
Receptor de glucagón
Proteína GGTP
Adenilato ciclasa
ATP AMPc
Inhibición glucólisis Degradación del
glucógeno
PKAi PKAa
P
Mecanismos de señalización dependientes
de proteína G
Más de 1000 receptores de señales que interaccionan con proteína G
Hormona
Receptor Proteína G
GDP
Enzima
Receptor Proteína GGTP
S P
Receptor Proteína GGTP
γ β
γ β
Enzima
Enzima
ATP AMPc
AMPc
AMPc AMPc
AMPc
+
R
C
R
C
CC
RR
adenilatociclasa
PATP ADP
Teofilina ΘCafeína Θ
Respuestas mediadas por receptor de glucagón en hígado
Respuestas mediadas por receptor αadrenérgico sobre la fosforilasa en células
musculares
RE calmodulina
Fosforilasakinasa
Fosforilasa (activa)
Proteína GReceptor
α-adrenérgico
Adrenalina
+ ve
Fosfolipasa C - γ
Respuestas mediadas por receptor α adrenérgico sobre la fosforilasa y rec. Ins en células musculares
Epinefrina
Receptor α1-adrenérgico
Proteína GGTP
Fosfolipasa C
inactiva
Fosfolipasa C
Activa
Rec. de insulinaactvo
Rec. de insulinainact.
P
Fosfatidilinositol4,5-bisfosfato
Diacilglicerol
Inositol1,4,5-trisfosfato
Retículo endoplásmico
Ca2+
Ca2+ Proteína quinasa Cinactiva
Proteina quinasa CActiva
cit
reCa2+
re
Ca2+
re
CM
CM
Ca2+
Glcgn Fosforilasa
inactiva
Glcgn Fosforilasa
Activa
ATP
ADP
ATPADP
P
GMGlcgn Pp1c
GMGlcgn Pp1c
P
P
GMGlcgn Pp1c
P
ATPADP
ATPADP
Adrenalina
PKA
Insulina PK estim. x Insulina
Menos activa
Más activa
Inactiva
Control alostérico directo
Glc6PFK
fosfatasa
P
P
ATP ADP
Glucógenosintasa a(activa)
Glucógenosintasa b(Inactiva)
Glucógenosintasa b(- activa)
P
PGlc
FKP
P
AMP
AMP
AMP
ATP o G6P
Forma R(activa)
Forma T(-activa)
Forma T(activa)
fosforilasa b fosforilasa b fosforilasa a
Forma R(activa)
P
P
Glc
fosforilasa a
fosfatasa
ATP ADP
3PGA
Fru6P
CO2
PPRC
Pi
Glc6P Glc1P ADPGlc
Starch SucroseCHLOROPLAST CYTOSOL
Pi
Glucans
GlucoseMaltose
Triose-P
Triose-P
Fru16P2
Sucrose-P
HexoseP
P
Fru26P2
Transport
Respiration
1
23
4
NST
TPT
PPTPEP
Pi Pi
PEP
[Glc] (mM)0 5 10 15 20
Velo
cida
d re
lativ
a
0
20
40
60
80
100
Glicemia normalv=50
Glicemia aumentadapor ingesta de H de C
v=75
Δv = 25 (50%)
Glucoquinasa
Hexoquinasa
PEP
Pyr
ADPVacuole
HCO3- Pi
OAA
Pi
H+
H+
H+
PPi 2 Pi
MalNAD+NADH
ATPPKcPEPC
ATPH+
ADP + Pi
MitochondrionPyr OAA
NAD+NADH
CO2
Acetyl-CoACO2
TCAcycle
CO2Biosynthetic precursors
2 e-
Rotenone InsensitiveNADH dehydrogenase
Alternativeoxidase
UQ
Complex I Complex III Cytochromeoxidase
ATPADP + Pi ATPADP + Pi ATPADP + Pi
2 H+ + ½ O2 H2O
PDC
Excretion tothe
environment
Sucrose
Ga3P DHAP
NADP+
NADPH1,3-DPGA
3-PGA
NAD+ + Pi
NADH
ATPADP
PPiUTP
UDP-Glc
Cytosol
Fru
ADP
ATP
ADP
ATP PPi
Pi
Glc
ADP
ATP
UDP
Fru-6-P
Glc-6-PGlc-6-P
Glc-1-P
Fru-1,6-P2
H2O
1
3
2
45
8 8
6
7
11
1213
14
15
1619
18
20
17
22
21
PiPi
PiPi
Sucrose
Fru
Fru6PGlc1P
UDPGlc
Glc6P
Fru6P
Fru16P2
Pi
PPi
PPiUTP
UTP
UDP
Cytosol Plastid
Triose-P
UDP
UDP
Respiration
Glc1P
Glc6P
ADPGlc
ATP PPi
StarchADP
Triose-P
Fru6P
Fru16P2
Glc6P
?X
TPT
GPT
PPi
ADP
ATP
ADP
ATP PPi
Pi
UDP
Fru-6-P
Glc-6-P
Glc-1-P
Fru-1,6-P2
UTP
Sucrose
Ga3PDHAP
NADH
1,3-bisPGA
3PGA
NAD+ Pi+
Pi
HCO3-PEP
OAA
Mal
Pyr
NADPH
NADP+
ADPATP
NADH
NAD+
ADP
ATP
Respiration
FruUDP-Glc
Pyr Pi OAA
Mal
PEPC
Cytosol
PKc
Glc-6-P
ADP
ATP PPi
Pi
Fru-6-P
Fru-1,6-P2
Sucrose
PFK PFP
ATP
ADP HCO3-
PEP
_
Mitochondrion
Pyr
Acetyl-CoA
CO2 PDC
Cit
IC
TCAcycle
2 OG
Mal
ATPADP + Pi
2 e- + 2 H+ + ½ O2 H2O
miETC
Fru-2,6-P2+
+Glc-6-P
_ MalGluAspATP
+Asp
_Glu
ATP
_
PDC kinaseNH4
++
NADHAcetyl-CoA
__ PyrADP
NADH__
_