glucogeno

Bioquímica hepática

(II) El metabolismo del glucógeno.
Glucogenolisis

Prof. J.V. Castell

El hepatocito muestra abundantes
gránulos de glucógeno

1

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
implicadosen el
metabolismo 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 elevadopeso molecular, y sin embargo es soluble en agua
Una función similar la desempeña el almidón en el mundo vegetal
Glucógeno en hepatocitos,
visualizado por la tinción de PAS

2

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 sunúcleo
central existe una proteína, la glicogenina. Puede formalmente hablarse de que
se trata de una glicoproteína extraordinariamente glicosilada.

Dos tipos de enlace en la estructura del Glucógeno
CH2OH

CH2OH
O

H
H
OH

H

H

H

OH

CH2OH

H

OH
H

H

H

OH

CH2OH
O

H
OH

H
OH

O

OH

H

O

H

OH

H

H
O

O
H
OH
H

H
OH

H

HO

4

H
1
O
6 CH2
5
H
OH
3
H

CH2OH

CH2OH
O
H
2
OH

H

H
1
O

O
H
4 OH
H

H

H

H
O
OH

O
H
OH
H

H

H
OH

OH

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

3

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

Glicogenina

Extremo 4-OH (reductor)

CH2OH
H

O
H
OH

H

H

H

OH

OH

OPO32−

glucosa-1-fosfato

El enzima glucógeno fosforilasa cataliza la fosforólisis de
los enlaces α(1 4) glicosídicos, liberando glucosa-1fosfato:
glucógeno(n) + Pi

glucógeno (n–1) + glucosa-1fosfatoFosforólisis: R-O-R' + HO-PO32-

R-OH + R'-O-PO32-

4

La fosforólisis está catalizada por la glucógeno fosforilasa
fosforó
está
glucó

Glucógeno (N)

Pi
Glucógeno fosforilasa

Glucógeno (N-1)

α-D-Glucosa 1-fosfato

El piridoxal fosfato, un derivado de la
vitamina B6, actúa de grupo prostético de la
glucógeno fosforilasa
H
O−

−O
P
O

O
C

H2
C

OH

O
+
N
H

Elcoenzima 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.

CH3

piridoxal fosfato

Enz
(CH2)4
N+
HC

O−

−O

H2
C

P
O

H
O−

O
+
N
H

CH3

Enzyme (Lys)-PLP Schiff base

5

¿Cómo actúa la glucógeno fosforilasa?

Glucógeno
fosforilasa

Glucosa 1-P

¿Cómoactúa el enzima desramificante? (I)

α-1,4/α-1,4 trans-glicosidasa

6

¿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 de una única cadena
polipeptídica:
La actividad transferasa permite hidrolizar un trisacárido de
glucosa, ytransferirlo 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.

7

La acción coordinada de los tres enzimas...

α-1,4/α-1,4 transferasa

α-1,6 glucosidasa

Glucógeno
fosforilasa

Una visión global de la degradación del...