glucogenolisis

Bioquímica hepática

(II) El metabolismo del glucógeno.
Glucogenolisis

Prof. J.V. Castell

El hepatocito muestra abundantes
gránulos de glucógeno

1

Ultraestructura de los grá
gránulos de glucó
glucógeno
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...
¾ Está presente en la mayoría de las células animales
¾ Abunda en el hígado (10% peso) y en músculo esquelético (fibra
muscular blanca, 3% peso)
¾ 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
¾ Es deelevado peso molecular, y sin embargo es soluble en agua
¾ 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 su núcleo
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

OH

H
O

OH
CH2OH
H
OH

H

OH
H

H
OH

H

H

OH

CH2OH
O

H

O

H

OH

H

H
O

O
H
OH
H

H
OH

HH
O

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

OH

H
OH

El glucógeno es un polímero formado por unidades de glucosa
unidas por dos tipos de enlaces:
Š α(1Æ4) glicosídicos (mayoritariamente)
Š α(1Æ6) glicosídicos (en las ramificaciones)

3

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

Glicogenina

Extremo 4-OH (reductor)

CH2OH
H

O
H
OH

H

H

OH

OH

H
OPO32−

glucosa-1-fosfato

El enzima glucógeno fosforilasa cataliza la fosforólisis de
los enlaces α(1Æ4) glicosídicos, liberando glucosa-1fosfato:
glucógeno(n) + Pi Æ glucógeno (n–1) + glucosa-1fosfatoFosforólisis: R-O-R' + HO-PO32- Æ R-OH + R'-O-PO32-

4

La fosforó
fosforólisis está
está catalizada por la glucó
glucógeno fosforilasa

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
HEl 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.

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¿Cómo actúa 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:
Š La actividad transferasa permite hidrolizar un trisacárido de
glucosa, ytransferirlo al extremo de otra cadena.Queda una
glucosa unida por un enlace α(1Æ4).
Š La actividad α(1Æ6) glucosidasa hidroliza el enlace
α(1Æ6) 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 visió
visión global de la...