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Resumo: Gliconeogênese (Bioquímica), Resumos de Bioquímica

Resumo de todos os passos da gliconeogênese: - Diferenciação de glicólise e gliconeogênese - Reações - Regulação (modulação) - Hormônios envolvidos - Ciclo de Cori - Diferenciação de glicólise e gliconeogênese

Tipologia: Resumos

2023

À venda por 11/12/2023

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giovanna-mantoani 🇧🇷

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By: Giovanna Mantoani
Gliconeogênese: Processo de formação de
glicose a partir de compostos que não são
carboidratos/açúcares.
A ideia da glicogênese é de momentos em
jejum.
- Se uma baixa ingestão alimentar
prolongada, tem-se um quadro de jejum
e hipoglicemia.
- Na hipoglicemia é preciso formar a
glicose e liberar ela para o sangue.
Moléculas que são usadas na formação de uma
glicose: Lactato/piruvato, glicerol e
aminoácidos.
Succinil-CoA, fumarato, oxaloacetato e α-
cetoglutarato são intermediários do Ciclo de
Krebs que podem ir a oxaloacetato e depois a
piruvato, que vai para a via de gliconeogênese.
- Aminoácidos glicogênicos: não
necessariamente viram piruvato. Podem
virar alguns intermediários do Ciclo de
Krebs que depois viram piruvato e
tem-se o processo de gliconeogênese.
Animais, vegetais, fungos e microrganismos
fazem o processo de gliconeogênese.
Nos mamíferos, a gliconeogênese é realizada
no fígado (principal), rim e epitélio do intestino
delgado.
Glicólise = quebra-se a glicose em piruvato.
Gliconeogênese = transformar o piruvato em
glicose.
Se a gliconeogênese for realizada a partir do
glicerol, ele é convertido na molécula
dihidroxiacetona fosfato (DHAP) faz-se a
união desse molécula com a de
gliceraldeído-3-fosfato forma-se a
frutose-1,6-bifosfato.
- Quem faz isso é a enzima aldolase. Ela é
comum tanto na via glicolítica como na
gliconeogênese.
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By: Giovanna Mantoani

Gliconeogênese: Processo de formação de glicose a partir de compostos que não são carboidratos/açúcares. A ideia da glicogênese é de momentos em jejum.

  • Se há uma baixa ingestão alimentar prolongada, tem-se um quadro de jejum e hipoglicemia.
  • Na hipoglicemia é preciso formar a glicose e liberar ela para o sangue. Moléculas que são usadas na formação de uma glicose: Lactato/piruvato, glicerol e aminoácidos. Succinil-CoA, fumarato, oxaloacetato e α- cetoglutarato são intermediários do Ciclo de Krebs que podem ir a oxaloacetato e depois a piruvato, que vai para a via de gliconeogênese.
  • Aminoácidos glicogênicos: não necessariamente viram piruvato. Podem virar alguns intermediários do Ciclo de Krebs que depois viram piruvato e aí tem-se o processo de gliconeogênese. Animais, vegetais, fungos e microrganismos fazem o processo de gliconeogênese. Nos mamíferos, a gliconeogênese é realizada no fígado (principal), rim e epitélio do intestino delgado. Glicólise = quebra-se a glicose em piruvato. Gliconeogênese = transformar o piruvato em glicose. Se a gliconeogênese for realizada a partir do glicerol, ele é convertido na molécula dihidroxiacetona fosfato (DHAP) ➡ faz-se a união desse molécula com a de gliceraldeído-3-fosfato ➡ forma-se a frutose-1,6-bifosfato.
  • Quem faz isso é a enzima aldolase. Ela é comum tanto na via glicolítica como na gliconeogênese.
  • Mesma enzima que quebra a frutose-1,6-bifosfato nessas duas moléculas e que junta essas moléculas formando de novo a frutose-1,6-bifosfato. Existem três reações da via glicolítica que são irreversíveis e são exatamente essas que é preciso contornar para fazer o processo de gliconeogênese. A hexoquinase atua, na glicólise, na reação de glicose para glicose-6-fosfato e é uma das reações irreversíveis.
  • Na via da gliconeogênese tem que se ter outra enzima, que é a glicose-6-fosfatase. Na via glicolítica, para a frutose-6-fosfato ser transformada em frutose-1,6-bifosfato tem-se a atuação da enzima fosfofrutoquinase-1(PFK1) e essa reação também é irreversível.
  • Na gliconeogênese, para que a frutose-1,6-bifosfato volte a ser frutose-6-fosfato, necessita-se de outra enzima, que é a frutose-1,6-bifosfatase. A reação do fosfoenolpiruvato (PEP) para piruvato, no final do via glicolítica, catalisada pela enzima piruvato quinase (PK) é a última reação irreversível e por isso também é necessário contornar esse processo na gliconeogênese. A via glicolítica não é o inverso na gliconeogênese justamente por conta dessas três enzimas. Elas catalisam reações irreversíveis, portanto precisa-se de outras enzimas na gliconeogênese para que contornem esse processo.
  • Na modulação da via glicolítica ou gliconeogênese, atua-se em cima dessas enzimas específicas dessas vias para acelerar ou frear as reações.
  • Na gliconeogênese são quatro enzimas diferentes e na glicólise são três - as outras enzimas são iguais para as duas vias, já que catalisam reações reversíveis. O glicerol sofre a ação da enzima glicerol quinase ➡ vira glicerol fosfato.
  • Foi adicionado um fosfato que vem da quebra da molécula de ATP. O glicerol tem elétrons e hidrogênios arrancados de si, ou seja, sofre oxidação à DHAP.
  • Frutose1,6-bifosfatase
  • PEP-carboxiquinase
  • Piruvato-carboxilase Na via glicolítica, a enzima piruvato quinase catalisa a reação de PEP ➡ piruvato. Na gliconeogênese, duas enzimas são necessárias para fazer o piruvato voltar a PEP, ou seja, contorna-se a via glicolítica a partir de dois processos reacionais. Primeiro passo:
  • Une-se a molécula de piruvato a uma molécula de CO2 que está na forma de bicarbonato.
  • A enzima piruvato carboxilase é quem catalisa essa reação, ela carboxila o piruvato. Essa enzima necessita da coenzima biotina (vitamina B7)
  • Utiliza-se uma molécula de ATP (gasto energético).
  • Forma-se a molécula oxaloacetato ➡ o piruvato é convertido a oxaloacetato antes de ser transformado em fosfoenolpiruvato. Segundo passo:
  • Um nucleotídeo (GTP) reage com oxaloacetato para conseguir virar o PEP.
  • PEP carboxiquinase converte oxaloacetato em PEP e usa GTP como agente fosforilador.
  • Para a atuação dessa enzima ela necessita de íons de magnésio.
  • Há a liberação de uma molécula de GDP e de CO2. Contorno piruvato ➡ PEP predomina quando o lactato é o precursor glicogênico: Durante o exercício físico, aumenta-se a fermentação lática, o que leva ao aumento de lactato sanguíneo. O lactato entra no hepatócito, sofre a ação da lactato desidrogenase e vai a piruvato, que entra na via da gliconeogênese.
  • O piruvato vai a oxaloacetato a partir da piruvato carboxilase.
  • O oxaloacetato pode sofrer a ação da PEP-carboxiquinase mitocondrial e vai a PEP.
  • PEP formado sai da mitocôndria, vai para o citoplasma e vai para a via de gliconeogênese. Outro caminho que também pode acontecer:
  • Piruvato sofre a ação da piruvato-carboxilase e vira oxaloacetato.
  • Não é possível exportar o oxaloacetato da mitocôndria para o citoplasma (não há transportador de oxaloacetato). Por isso, ele pode ser reduzido a malato pela enzima malato-desidrogenase mitocondrial.
  • Oxaloacetato ganha elétrons do NADH (reduzido) ➡ se reduz a malato. E, o NAD que estava reduzido vira NAD+ (oxidado).
  • Uma vez que o malato é formado, ele sai da mitocôndria através dos seus transportadores e vai para o citoplasma.
  • O malato no citoplasma sofre a ação da malato-desidrogenase citosólica e assim ele se transforma novamente em oxaloacetato ➡ malato perde elétrons e é oxidado a oxaloacetato. O elétron perdido é doado ao NAD+ (oxidado), que vira o NADH (reduzido).
  • O oxaloacetato no citoplasma sofre a ação da PEP carboxiquinase citosólica e vai a PEP.
  • Uma vez o PEP formado, ele pode dar prosseguimento a via da gliconeogênese. Aminoácidos que podem dar origem aos intermediários do Ciclo de Krebs e depois podem ser transformados em piruvato para fazerem o processo de gliconeogênese:
  • Existe um transportador de glicose T que pega a G6P e joga ela para dentro do retículo.
  • No retículo, a G6P sofre a ação da glicose-6-fosfatase e tem-se a liberação do Pi e glicose.
  • A glicose sai do retículo endoplasmático via T2 (um outro transportador de glicose).
  • O Pi sai por um transportador de Pi, o T3.
  • Uma vez que a glicose está livre no citoplasma e sem o fosfato no carbono 6, ela sai via GLUT2 do hepatócito e cai no sangue. OBS: Nem todos os tecidos possuem a glicose-6-fosfatase. Como acelerar ou retardar a via da gliconeogênese. O saldo/consumo energético para formação de glicose no processo de gliconeogênese é bastante alto. Para cada molécula de glicose formada:
  • 4 moléculas de ATP consumidas.
  • 2 moléculas de GTP consumidos.
  • 2 moléculas de NADH formados. Como há o gasto de muito ATP nessa via, a via precisa ser modulada de maneira bem específica para que o gasto energético não seja exagerado. Acetil-CoA (+) e ADP (-) são moduladores da piruvato-carboxilase. PEP-carboxiquinase é modulada negativamente pelo ADP. Citrato (+), AMP (-) e frutose-2,6-bifosfato (-) são moduladores da frutose-1,6-bifosfatase. Se a via de gliconeogênese está reprimida, a via glicolítica está ativada. E, se a gliconeogênese está sendo estimulada, a via glicolítica é reprimida. Se há o aumento da frutose-2,6-bifosfato, há a inibição da frutose-1,6-bifosfatase e isso retarda o processo de gliconeogênese. A mesma molécula de frutose-2,6-bifosfato consegue estimular a PFK-1 na glicólise.

O citrato acumulado estimula a via de gliconeogênese e inibe a via glicolítica. Se o citrato está se acumulando na mitocôndria, significa dizer que o Ciclo de Krebs está sendo retardado e isso ocorre porque o balanço energético é positivo - o saldo de ATP é positivo. Por isso, não há necessidade de continuar fazendo glicólise. Por isso o citrato modula negativamente a PFK-1 na via glicolítica. Já na gliconeogênese, favorece a formação de glicose, que pode virar glicogênio e formar armazenamento de glicose. O Acetil-CoA modulando (+) a piruvato-carboxilase, o piruvato vira mais oxaloacetato. A presença de acetil-CoA elevada estimula a piruvato-carboxilase porque se consegue dar um outro destino ao piruvato - o piruvato que antes estava virando Acetil-CoA começa a virar oxaloacetato para ir para a via da gliconeogênese e também virar glicogênio ➡ estoque de glicose. Frutose-2,6-bifosfato importante Frutose-6-fosfato se transformando em frutose-1,6-bifosfato por ação da PFK-1 ➡ PFK-1 quebra uma molécula de ATP e pega o fosfato para colocar na molécula ➡ via glicolítica acontecendo. Frutose-1,6-bifosfato tem um fosfato arrancado de si pela frutose-1,6-bifosfatase e tem-se a formação da frutose-6-fosfato ➡ via da gliconeogênese acontecendo. A frutose-2,6-bifosfato é ao mesmo tempo um modulador positivo da PFK-1 e negativo de frutose-1,6-bifosfatase ➡ a mesma molécula ativa glicólise e inibe a gliconeogênese. Como se aumenta ou diminui a frutose-2,6-bifosfato importante Existem hormônios que conseguem estimular esse processo: Insulina - hormônio do estado alimentado

  • A insulina é produzida em um estado de hiperglicemia. Se há glicose, não é necessário formar mais glicose e sim quebrar.
  • Quando a insulina é liberada, ela ativa a fosfoproteína-fosfatase. Ela retira o fosfato do complexo enzimático PFK-2/FBPase-2.

processo de glicogênese ou para virar o piruvato. A glicose também pode ser uma glicose de origem do glicogênio ➡ o glicogênio muscular pode ser quebrado (glicogenólise) e a glicose é formada.