Bioquimica

Bioquímica hepática

(II) El metabolismo del glucógeno. Glucogenolisis

Prof. J.V. Castell

El hepatocito muestra abundantes gránulos de glucógeno

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Ultraestructura de los gránulos de glucógeno grá glucó
35nm Rosetas de glucógeno Partícula β

macromolécula de glucógeno

Estructura de cadenas ramificadas Lado catalítico

1 µm

Capa exterior de enzimas implicados en elmetabolismo del glucógeno

Lado regulador Glucógeno fosforilasa

El glucógeno...
Está presente en la mayoría de las células animales Abunda en el hígado (10% peso) y en músculo esquelético (fibra muscular blanca, 3% peso) Es un polímero de la glucosa y, por tanto, una forma de almacenamiento de glucosa dentro de la célula que le sirve de reservorio energético Es de elevado peso molecular, y sinembargo es soluble en agua Una función similar la desempeña el almidón en el mundo vegetal
Glucógeno en hepatocitos, visualizado por la tinción de PAS

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El glucógeno es una macromolécula de estructura muy ramificada. Las ramificaciones son más frecuentes en la zona central que en la periférica. La molécula de glucógeno tiene un peso molecular ≥ 10.000.000. En su núcleo central existe unaproteína, la glicogenina. Puede formalmente hablarse de que se trata de una glicoproteína extraordinariamente glicosilada.

Dos tipos de enlace en la estructura del Glucógeno
CH2OH H H OH OH H CH2OH H OH H OH O H OH H H O H OH CH2OH O H OH H H OH H O H 4 O H H O H H OH H CH2OH O H OH H 1 O 6 CH2 5 H OH 3 H CH2OH O H 2 OH 1 O H H O H 4 OH H H O OH H H CH2OH O H OH H H OH OH H

El glucógeno es unpolímero formado por unidades de glucosa unidas por dos tipos de enlaces: α(1 4) glicosídicos (mayoritariamente) α(1 6) glicosídicos (en las ramificaciones)

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La degradación del glucógeno ocurre desde los extremos 4-OH de las cadenas. El enzima clave es la glucógeno fosforilasa glucó

Glicogenina

Extremo 4-OH (reductor)

CH2OH H OH H OH O H OH H H OPO32−

glucosa-1-fosfato

El enzimaglucógeno fosforilasa cataliza la fosforólisis de los enlaces α(1 4) glicosídicos, liberando glucosa-1fosfato: glucógeno(n) + Pi glucógeno (n–1) + glucosa-1fosfato R-OH + R'-O-PO32-

Fosforólisis: R-O-R' + HO-PO32-

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La fosforólisis está catalizada por la glucógeno fosforilasa fosforó está glucó

Glucógeno (N)

Pi Glucógeno fosforilasa

Glucógeno (N-1)

α-D-Glucosa 1-fosfatoEl piridoxal fosfato, un derivado de la vitamina B6, actúa de grupo prostético de la glucógeno fosforilasa
H −O P O O + N H CH3
Enz (CH2)4 N+ −O P O O + N H CH3 O− H2 C HC H O−

O C OH

O−

H2 C

El coenzima está anclado al sitio activo del enzima a través de un enlace de base Schiff (formado por la condensación del aldehído y un ε-amino de una lisina.

piridoxal fosfato

Enzyme(Lys)-PLP Schiff base

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¿Cómo actúa la glucógeno fosforilasa?

Glucógeno fosforilasa

Glucosa 1-P

¿Cómo actúa el enzima desramificante? (I)

α-1,4/α-1,4 trans-glicosidasa

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¿Cómo actúa el enzima desramificante? (II)

α1-6 glicosidasa

Glucógeno fosforilasa

Glucosa 1-P

El enzima desramificante tiene dos centros catalíticos independientes, resultante del plegamiento deuna única cadena polipeptídica: La actividad transferasa permite hidrolizar un trisacárido de glucosa, y transferirlo al extremo de otra cadena.Queda una glucosa unida por un enlace α(1 4). La actividad α(1 6) glucosidasa hidroliza el enlace α(1 6) y libera glucosa. Es la única ocasión en la que se libera glucosa del glucógeno.

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La acción coordinada de los tres enzimas...

α-1,4/α-1,4transferasa

α-1,6 glucosidasa

Glucógeno fosforilasa

Una visión global de la degradación del glucógeno visió degradació glucó

Glicogenina

El producto resultante del catabolismo del glucógeno es: glucosa-1-fosfato y una pequeña cantidad de glucosa

Fosforilasa

Transferasa

α-1,6-glucosidasa

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La glucosa-1-fosfato no puede utilizarse directamente en el metabolismo...