METABOLISMO DEL GLUCÓGENO

1. • Dra. Melba Fernández Rojas
•Metabolismo del glucógeno
Bioquímica

2. glucógen
o
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
Glucogénesis
Glucogenólisis

3. Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

4. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

5. Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

6. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

7. Principal carbohidrato de almacenamiento, en los
animales.
Polímero ramificado de α-D-glucosa.
Se encuentra en hígado (mayor proporción), y músculo
(3/4 partes del glucógeno del cuerpo).
Su estructura proporciona gran número de sitios para la
glucogenólisis permitiendo liberación rápida de glucosa
Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

8. En el hígado 450 mM al comer; 200 mM tras ayuno
nocturno. (acaba totalmente tras 12-18 horas).
Almacena glucosa y la exportar para mantener
buenos niveles sanguíneos entre comidas.
En el músculo Proporciona fuente de glucosa para la
glucólisis.
Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

9. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

10. Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

11. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

12. Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

13. Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

14. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

15. Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

16. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

17. Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

18. La glucógeno
fosforilasa cataliza
división fosforilítica
(añade Pi para
romper enlaces C 1-
4) del glucógeno
Produce glucosa-1-
fosfato (requiere
fosfato de piridoxal
como coenzima)
Los residuos
glucosilo se eliminan
secuencialmente
hasta que quedan 4
residuos glucosa a
uno u otro lado de
una rama 1-6.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

19. La reacción catalizada por
fosfoglucomutasa es reversible de
modo que se forma glucosa-6-
fosfato a partir de glucosa-1-
fosfato.
La catálisis de ésta a glucosa es
realizada en el hígado por glucosa-
6-fosfatasa (REL), por medio de
una hidrólisis, incrementando los
niveles de glucemia.
Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

20. Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

21. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

22. La enzima
α-[14]  α-
[16] glucano
transferasa
transfiere una
unidad de
trisacárido de
una rama a otra.
La hidrólisis de
los enlaces C 1-6
requiere de la
enzima
desramificadora.
Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

23. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

24. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

25. Q.F.B. Melba Fernández Rojas
Glucógeno foforilasa
comienza en el extremo no
reductor de una cadena y
corta residuos glucosilo y
añade fosfato al carbono
LIBERA
Produce un grupo 4’
hidroxilo en el residuo
de glucosa
La enzima
DESRAMIFICANTE
cataliza la remoción de
4 residuos al punto de
ramificación
4’ hidroxilo
desramificante

26. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

27. Metabolismo del Glucógeno
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

28. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

29. Principales
enzimas que
controlan el
metabolismo del
glucógeno:
Glucógeno
fosforilasa
Glucógeno
sintasa
EL AMP CÍCLICO INTEGRA LA REGULACIÓN DE LA
GLUCOGENÓLISIS Y LA GLUCOGÉNESIS
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
Reguladas por mecanismos
alostéricos y modificación
covalente (fosforilación y
desfosforilación) reversibles de
proteína enzima en respuesta a la
reacción hormonal.

30. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

31. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

32. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

33. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

34. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

35. La fosforilación de la
glucógeno fosforilasa
aumenta su actividad; la
fosforilación de la glucógeno
sintasa reduce su actividad.
La fosforilación está
aumentada en respuesta a
cAMP formado a partir del ATP
mediante la adenilil ciclasa en
la superficie interna de
membranas .
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

36. En respuesta a hormonas
como epinefrina (adrenalina),
norepinefrina (noradrenalina)
y glucagón.
La fosfodiesterasa hidroliza al
cAMP y así termina la acción
de hormona; en el hígado la
insulina aumenta la actividad
de la fosfodiesterasa.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

37. La función del glucógeno en el hígado es proporcionar
glucosa libre para exportación a fin de mantener la
concentración de glucosa en la sangre.
En el músculo es proporcionar una fuente de glucosa 6-
fosfato para glucólisis en respuesta a la necesidad de ATP
para la contracción muscular
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
LA REGULACIÓN DE LA GLUCÓGENO
FOSFORILASA DIFIERE EN HÍGADO Y MÚSCULO
En ambos tejidos, la enzima es
activada por fosforilación
catalizada por la fosforilasa cinasa
(para dar fosforilasa a) y
desactivada por desfosforilación
catalizada por la fosfoproteína
fosfatasa (para dar fosforilasa b),
en respuesta a señales
hormonales y de otros tipos.

38. Hay anulación instantánea de este control
hormonal. La fosforilasa a activa en ambos
tejidos es inhibida de manera alostérica por
el ATP y la glucosa 6-fosfato.
En el hígado, la glucosa libre también es un
inhibidor.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
LA REGULACIÓN DE LA GLUCÓGENO
FOSFORILASA DIFIERE EN HÍGADO Y MÚSCULO

39. El incremento de la concentración de cAMP activa la proteína
cinasa dependiente de cAMP, cataliza la fosforilación por ATP de
fosforilasa cinasa b inactiva hacia fosforilasa cinasa a activa, que,
a su vez fosforila a la fosforilasa b hacia fosforilasa a.
En Hígado: el cAMP se forma a respuesta del Glucagon (glucemia
baja)
En Musculo: el cAMP se forma por Norepinefrina(miedo o susto,
para permitir una actividad muscular rápida.

40. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

41. La unión de Ca² activa el centro catalítico
δ es idéntica a la proteína de unión a Ca² ˖ calmodulina y se une a 4 Ca² ˖
α y β contienen residuos serina que son fosforilados por proteína cinasa
dependiente de cAMP.
La fosforilasa cinasa muscular(tetrámero de 4 subunidades α β γ y δ) activa la
glucógeno fosforilasa
El aumento de la concentración del ion Ca² ˖ citosólico es la causa del inicio de la
contracción muscular y de la Glucogenolisis(aumentada cientos de veces)

42. En el hígado, hay
activación independiente
de cAMP de la
glucogenolisis en
respuesta a estimulación
de receptores α1
adrenérgicos por
epinefrina y norepinefrina.
Comprende la
movilización de Ca2+
hacia el citosol, seguida
por estimulación de una
fosforilasa cinasa
sensible a
Ca2+/calmodulina.
La glucogenolisis
independiente de cAMP
también es activada por
vasopresina, oxitocina y
angiotensina II que actúan por
medio de la vía del calcio o del
fosfatidilinositol bisfosfato
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
LA GLUCOGENOLISIS EN EL HÍGADO
PUEDE SER INDEPENDIENTE DE cAMP

43. La proteína fosfatasa-1 desactiva la fosforilasa
La proteína fosfatasa-1 desfosforila y desactiva tanto a la
fosforilasa a como la fosforilasa cinasa a.
Esta proteína es inhibida por inhibidor-1, que es una proteína
que solo se activa después de que la proteína cinasa
dependiente de cAMP la ha fosforilado; de este modo el cAMP
controla la activación y desactivación de la fosforilasa.
La insulina refuerza este efecto al inhibir la activación de la
fosforilasa b.

45. La glucógeno sintasa existe en estados tanto fosforilado como no fosforilado, y
el efecto de la fosforilación es el inverso de lo que se observa en la fosforilas.
La glucógeno sintasa a activa es desfosforilada, y la glucógeno sintasa b
inactiva es fosforilada.
La insulina también promueve la glucogénesis en el músculo al mismo tiempo
que inhibe la glucogenolisis al aumentar la concentración de glucosa 6-fosfato,
que estimula la desfosforilación y activación de la glucógeno sintasa.
La proteína fosfatasa-1, que está bajo el control de la proteína cinasa
dependiente de cAMP, desfosforila a la glucógeno sintasa b
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
LAS ACCIONES DE LA GLUCÓGENO SINTASA Y
FOSFORILASA ESTÁN REGULADAS DE MANERA
RECÍPROCA

47. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

48. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

49. Al mismo tiempo que la
fosforilasa es activada
por un aumento de la
concentración de cAMP
(por medio de la
fosforilasa cinasa)
La glucógeno sintasa es
convertida en la forma
inactiva; ambos efectos
están mediados por la
proteína cinasa
dependiente de cAMP
La inhibición de la
glucogenolisis aumenta
la glucogénesis neta, y
la inhibición de la
glucogénesis aumenta
la glucogenolisis neta.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas
EL METABOLISMO ES REGULADO POR EL EQUILIBRIO
DE LAS ACCIONES ENTRE LA GLUCÓGENO SINTASA Y
LA FOSFORILASA

50. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

51. cAMP
Control coordinado de la glucogenólisis y la glucogénesis por la proteína cinasa
dependiente de cAMP.

52. Son trastornos
hereditarios que
se caracterizan
por el deposito
de un tipo o
cantidad
anormal de
glucógeno en
los tejidos.
Q.F.B. Melba Fernández Rojas

53. Q.F.B. Melba Fernández Rojas
Los gránulos de glucógeno
también pueden ser
fagocitados por lisosomas,
donde la maltasa ácida
cataliza la hidrólisis de
glucógeno hacia glucosa.
importante en la
homeostasis de la
glucosa en recién
nacidos, la falta
genética de maltosa
ácida lisosomal lleva
a enfermedad por
depósito de
glucógeno tipo II
(enfermedad de
Pompe
ASPECTOS CLÍNICOS

54. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

55. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

56. Q.F.B. Melba Fernández Rojas

57. Q.F.B. Melba Fernández Rojas