Clases de biología y bioquímica molecular

2. Vías metabólicas de los carbohidratos

4.  Polímero ramificado de glucosa, unida por enlaces
alfa 1-4, y enlaces alfa 1-6
 Función: Reserva energetica
 Presente en todos las células

5.  Vía metabólica que se inicia en la glucosa y termina en glucógeno
 Se realiza en el citoplasma de todas las células, principalmente en
el hepatocito y en la célula muscular esquelética
 Requiere de un cebador:
un fragmento de glucógeno de 4 o más glucosas, ó
la glucogenina (proteína)

6. Formación del
donante de
glucosa
Elongación de
la cadena
Ramificación

7.  Requiere 3 enzimas :
 Uridina difosfato (UDP)- glucosa pirofosforilasa,
 Glucógeno sintetasa
 Enzima ramificadora, amilol(1,4 1,6) transglicosilasa.

8.  En el hepatocito, la glucocinasa transforma la
glucosa en glucosa 6-P
Glucocinasa

9.  La fosfoglucomutasa isomeriza a la glucosa 6-P en
glucosa 1-P.
Fosfoglucomutasa

10. UTP
 La glucosa 1-P reacciona con el UTP y forma a UDP-glucosa + pirofosfato (se
aprovecha luego, la energía de la hidrólisis del pirofosfato)
CH2
UDP - glucosa pirofosforilasa
+

11.  En el hepatocito, la glucocinasa transforma la
glucosa en glucosa 6-P
 La fosfoglucomutasa isomeriza a la glucosa 6-P en
glucosa 1-P.
 La glucosa 1-P reacciona con el UTP y forma a
UDP-glucosa + pirofosfato (se aprovecha luego, la
energía de la hidrólisis del pirofosfato)

12. Hidrólisis del
pirofosfato

14.  La glucógeno sintasa transfiere glucosa de UDP-
glucosa al C4 terminal de una cadena de glucógeno

16.  La glucógeno sintasa transfiere glucosa de UDP-glucosa
al C4 terminal de una cadena de glucógeno existente
para formar una unión α 1 - 4 glucosídica, PERO:
 La enzima no puede iniciar la síntesis de una cadena.
 La enzima solo puede añadir moléculas de glucosa a una
cadena de glucógeno que ya contenga 4 o + residuos de
glucosa, o, en su ausencia a:
 la proteína glucogenina

17. glucogenina

19. La enzima solo puede añadir
moléculas de glucosa a una cadena
de glucógeno que ya contenga 4 o
+ residuos de glucosa,
o en su ausencia a:
la proteína glucogenina

26.  La glucógeno sintasa solo forma moléculas de glucógeno
de cadena lineal, recta.
 Para formar ramas se requiere una enzima ramificadora
especifica : amilol ( 1,4 1,6)transglucosilasa.
 Cuando la cadena en crecimiento contiene 11 o más
residuos , esta enzima transfiere generalmente 7
glucosas, a una cadena vecina, estableciéndose un
punto de ramificación

30. Gasto de energía para la incorporación de una molécula de glucosa
al glucógeno pre existente.
Glucosa + ATP  Gucosa 6-fosfato + ADP
Glucosa 6-fosfato  Glucosa 1 fosfato
Glucosa 1 fosfato + UTP  UDP-Glucosa + Ppi.
PPi + H2O  2Pi
UDP-Glucosa + (Glucosa)n  UDP + (Glucosa)n+1
UDP + ATP  UTP + ADP
En total :
Glucosa + 2ATP + (Glucosa)n + H2O  (Glucosa)n+1 + 2ADP +
2Pi

31.  El glucógeno esta
presente en el citosol
como gránulos
(diámetro varía entre
100 y 400 Angstroms).

33.  El exceso de la glucosa de la dieta se almacena como
glucógeno principalmente en el hígado y en el músculo.

34. N Órgano
Cantidad de
glucógeno
% del tejido
Energía
(4kcal/gr)
1 Hígado 100 gr 10% 400 Kcal
2 músculo 400 gr 1-2% 1600 Kcal

35.  Está formada por 2 o más subunidades
 Está asociada a las partículas del polisacárido
 No contiene ningún grupo prostético

36.  Puede fosforilarse por diversas quinasas
 La glucógeno sintasa a (glucógeno sintasa I, independiente)
desfosforilada, es activa, e independiente para su activación
de la glucosa 6P
 La gluógeno sintasa b (glucógeno sintasa D, dependiente)
fosforilada, es inactiva y dependiente para su activación de
la glucosa 6P.

37. Existen diversas quinasas ya sea dependientes de
AMPc, calcio, calmodulina y de la proteína quinasa
C que fosforilan a la Glucógeno sintasa.
Es activada por la glucosa 6-fosfato
Sintasa a Sintasa b
Pi H2O
ATPn ADPn
Sistema glucógeno sintasa
Mg++
Fosfoproteina
fosfatasa
Proteincinasa
Dependiente de AMPc
Es inhibida por ATP, ADP y UDP

38. 1. La insulina estimula la glucogénesis en el
músculo y en el hígado.
2. La insulina aumenta la velocidad de utilización
de la glucosa, (promoviendo su oxidación y
su almacenamiento.)

39. Regulación hormonal de la glucogénesis en el músculo

41.  Es la vía metabólica que se inicia en el glucógeno y
termina en glucosa
 Se realiza en el citoplasma celular.

42. Acortamiento
de la cadena
Eliminación de
las
ramificaciones
Liberación de
la glucosa

43.  La glucogeno fosforilasa rompe la unión α-1,4 glucosídica
terminal para liberar glucosa-1-fosfato (fosforólisis).
 La glucógeno fosforilasa cataliza la eliminación secuencial de
residuos de glucosa del extremo no reductor del glucógeno.

46.  La fosforilasa continua liberando glucosa (como
glucosa 1P) hasta que alcanza un residuo a 4
glucosas de una rama, donde se detiene.

47.  La α -1,4 1,4 - glucantransferasa transfiere los 3
residuos de glucosa terminales, desde una rama exterior a
otra, “exponiendo” el punto de ramificación α -1,6

48.  La amilo α -1,6 glucosidasa hidroliza la unión α -1,6 para liberar glucosa libre.
 Así trabajando juntas la glucantransferasa y la amilo amilo α -1,6 glucosidasa
convierten la estructura ramificada en otra lineal.

49.  La glucogeno fosforilasa puede continuar ahora hasta cuatro
unidades de distancia del próximo punto de ramificación

51.  La glucogeno
fosforilasa libera
glucosa 1P
 La α-1,6 glucosidasa
libera glucosa

52.  La fosfoglucomutasa transforma la glucosa 1P en
glucosa 6P
Fosfoglucomuta
sa

53.  La glucosa 6P es transformada en glucosa por la
glucosa 6 fosfatasa. Esta enzima se encuentra
principalmente en el hepatocito y en el riñón.
OH
Glucosa 6
fosfatasa

54. La glucosa 6P es transformada en glucosa por la glucosa 6 fosfatasa
en la luz del retículo endoplasmático liso.

55.  El glucógeno muscular no
puede abandonar el músculo
porque no cuenta con la
glucosa 6 fosfatasa y , por
tanto , no puede contribuir a
la concentración de glucosa
en la sangre.

57. Glucógeno
hepático
Libera glucosa
Conservar
glicemia
Glucógeno
muscular
Libera glucosa
Sintetizar ATP durante
la contracción muscular

58. Variación de los niveles de glucógeno
entre comidas y durante el ayuno nocturno.
Contenido
de
glucógeno
hepático
8 am 4 pm 4 am
8 pm 8 am
MEDIODIA MEDIA NOCHE
Almuerzo Cena
Desayuno

59. Las reservas de glucógeno hepático aumentan durante la ingesta de
alimentos
y se agotan durante el ayuno
Las reservas de glucógeno muscular aumentan durante el reposo
muscular
y se agotan durante el ejercicio intenso
La glucogénesis y la glucogenólisis se realizan de manera
continua

60.  La glucógeno fosforilasa se regula por:
 Efectores alostéricos.
 Fosforilación reversible.

61.  La glucógeno fosforilasa muscular es un dímero
formado por dos sub unidades idénticas.
 Cada uno de los monómeros puede ser fosforilado en
un solo sitio, la serina 14
 La glucógeno fosforilasa b es la forma defosforilada ,
es INACTIVA
 En el músculo la forma “b” es activada por el AMP (80% de la
actividad máxima)
 El ATP y la glucosa actúan como inhibidores alostéricos.
 La glucógeno fosforilasa a es la forma ACTIVA.
 Está influenciada su actividad por efectos alostéricos.
 En el hígado la forma “a” fosforilada es inhibida por la glucosa
libre.

62. Regulación alostérica/hígado

63. Fosforilasa a y fosforilasa b

64. Regulación alostérica/músculo

65.  Enzima capaz de fosforilar la Glucógeno fosforilasa.
 En el músculo está formada por 4 sub unidades distintas, que
dan lugar a un complejo de fórmula ( alfa, beta, gamma, delta )
4, cuyo PM es 1 200 000 daltons.
 La sub unidad delta es la CALMODULINA, proteína que puede
existir por separado y desempeña un importante papel en la
regulación.
 La calmodulina liga 4 iones Ca+2 por monómero. Su
conformación activa solo aparece cuando todos los sitios de
unión están ocupados.

66.  Cuando las subunidades de la calmodulina de la
fosforilasa quinasa están activadas, cambia de
conformación, entonces fosforila a la Glucógeno
fosforilasa.
 Por lo tanto, el incremento de Ca+2 que se produce al
estimular la fibra muscular, provoca la contracción
muscular y la degradación del glucógeno.

67. Activación de la glucogenólisis acoplada a la contracción muscular

68. b) Modificación covalente
 Fosforilasa quinasa (αβγδ)4

71. 1. El glucagón estimula la glucogenólisis.
2. La adrenalina estimula la glucogenólisis en el
corazón y en el músculo esquelético ( beta -
adrenérgico)
1. Su rol es proporcionar más glucosa 6-P que siga la
vía glicolítica, y generar ATP y así poder hacer frente a
la situación de estrés que provocó la liberación de
adrenalina.

75. Glucogenosis
Formas Hepáticas
Miopáticas
Otros tipos

76.  La deficiencia de la enzima glucosa-6-fosfatasa
(enfermedad de von Gierke o glucogenosis de tipo I
)
 Clínica: Hepatomegalia e hipoglucemia

78.  La fosforilasa muscular (enfermedad de McArdle o
glucogenosis de tipo V)
 La fosfofructocinasa muscular (glucogenosis de tipo
VII)
 Clínica: calambres musculares tras el ejercicio y que
no se produzca el aumento de las concentraciones
de lactato en sangre tras el ejercicio por el bloqueo
de la glucólisis.

79.  1) deficiencia de α-glucosidasa (maltasa ácida).
 2) ausencia de la enzima ramificante .
 Muerte precoz
 Gucogenósis tipo II – Enf Pompe
 Clínica: Cardiomegalia

84. Exceso de fructosa en la dieta
Hígado
Riñones
intestino