5. Regulação da Oxidação da Glicose
5.1 Glicólise e Gliconeogênese
Há três sítios de controle em cada um:
Glicólise:
- Glicose -> Glicose-6-fosfato (hexoquinase)
- Frutose-6-fosfato -> Frutose 1,6 bisfosfato (fosfofrutoquinase)
- Fosfoenolpiruvato -> Piruvato (piruvato quinase)
Gliconeogênese:
- Piruvato carboxilase
- Fosfoenolpiruvato carboxilase
- Frutose 1,6 bisfosfatase
Quando a utilização da glicose-6-fosfato diminui, sua concentração aumenta, inibindo a hexoquinase e restringindo a fosforilação da glicose. Isso ajuda a ajustar a captação pelo tecido.
No fígado, a glicoquinase possui baixa afinidade pelo substrato, o que restringe a captação da glicose pelo fígado deixando-a disponível para os tecidos mais dependentes.
O aumento da concentração da glicose acelera a velocidade da reação, permitindo a ocorrência da glicogênese.
Nos outros tecidos, independente do valor da glicemia, o suprimento de glicose é constante.
A fosfofrutoquinase I é o principal sítio de regulação da glicólise e os principais reguladores são o ATP e o citrato.
O ATP regula a velocidade por ser um dos produtos finais (feedback).
O citrato ajusta a velocidade da glicólise à do CK. Se o suprimento de substratos para o CK ultrapassa a capacidade de utilização, acumula citrato, o que faz diminuir a velocidade.
Também há os efetuadores positivos:
O aumento da concentração de AMP, importante para os músculos de contração vigorosa, estimula a fosfofrutoquinase I. Nesse caso também há aumento da disponibilidade de glicose, pois o glicogênio está sendo degradado, mesmo com o aporte insuficiente de oxigênio, que permitiria a oxidação pela cadeia. A concentração de NADH é aumentado, forçando a reação catalisada pela lactato desidrogenase (formação de lactato e oxidação do NADH).
Outro efetuador positivo é a frutose 2,6 bisfosfato no fígado, que influencia na atividade da fosfofrutoquinase 1 e da frutose 1,6 bisfosfatase. Depende da ativação ou inibição da glicólise ou da gliconeogênese e a sua produção está sob controle alostérico e hormonal.
O aumento da concentração do fosfoenolpiruvato indica que este não está sendo utilizado pela fosfato quinase ou que está sendo produzido pela gliconeogênese.
O glucagon também influencia a frutose 2,6 bisfosfato. A produção de cAMP ativa a proteína quinase e a enzima é fosforilada. Ocorre, então, a redução da concentração de frutose 1,6 bisfosfato, o que torna a frutose 2,6 bisfosfatase inativa, desativando a glicólise.
A piruvato quinase também é um sítio importante de regulação.
É estimulada pela frutose 1,6 bisfosfato e regulada pelos hormônios insulina e glucagon. Quando fosforilada, torna-se inativa. Em hipoglicemia, o glucagon é liberado e estimula a fosforilação, aumentando a concentração de fosfoenolpiruvato.
É inibida alostericamente pela alanina (um composto gliconeogênio proveniente do tecido muscular em longos períodos de jejum - para a síntese de glicose, deve ser transformado em piruvado por desaminação, sendo convertido em oxaloacetato e entrando na via da gliconeogênese). A inibição impede que o fosfoenolpiruvato seja reconvertido a piruvato.
5.2 Complexo Piruvato Desidrogenase
O piruvato pode ser usado na síntese de CHO, pela via da gliconeogênse, de aminoácidos, pela transaminação, de ácidos graxos (acetil CoA) ou ser oxidado a CO2 (CK).
A piruvato desidrogenase limita os destinos do piruvato à oxidação ou à conversão em lipídeos. Quando fosforilada, torna-se inativa. A PDK catalisa e a PD fosfatase remove o grupo fosfato.
É ativada alostericamente pelos produtos da reação catalisada (acetilCoA e NADH) e ATP.
5.3 Regulação CK
O CK apenas reduz coenzimas sem reoxidá-las, portanto não há autonomia funcional (limitação na quantidade de coenzimas...), dependendo da associação com a cadeia para manter-se ativo.
A velocidade da oxidação de acetilCoA é regulada pela relação NAD+/NADH, sendo dependente da velocidade da cadeia.
A citrato sintase depende da concentração de substratos, principalmente o oxaloacetato, e é inibida pela succinilCoA.
O acetilCoA é efetuador positivo da piruvato carboxilase (deriva o piruvato proveniente de CHO ou aminoácidos para a síntese de oxaloacetato).
O destino do citrato depende da atividade da isocitrato desidrogenase. Pode ser oxidado a isocitrato, mas se a oxidação estiver alostericamente impedida, ocorre o acúmulo de citrato.
Sobre a isocitrato desidrogenase atuam dois efetuadores alostéricos: ADP (positivo) e NADH (negativo).
Além disso, a alfacetoglutarado desidrogenase é um sítio de regulação, inibido por succinil Coa, NADH e ATP.
Abaixo um esquema de regulação dos três ciclos mais importantes para a Nutrição:
Ciclo de Krebs (glicose), Ciclo de Lynen (AG) e Ciclo da Uréia (aminoácidos).
Falarei sobre a gliconeogênese (acabei falando de sua regulação sem explicar como a gliconeogênese ocorre...=p) e os demais ciclos acho que o mês que vem... Estudar bioquímica é legal, mas estou muito ansiosa p/ começar a ler os textos que selecionei.. Ñão vou conseguir esperar terminar os estudos das disciplinas. Então, voltarei ao primeiro cronograma: apostila e depois, disciplinas.
No fígado, a glicoquinase possui baixa afinidade pelo substrato, o que restringe a captação da glicose pelo fígado deixando-a disponível para os tecidos mais dependentes.
O aumento da concentração da glicose acelera a velocidade da reação, permitindo a ocorrência da glicogênese.
Nos outros tecidos, independente do valor da glicemia, o suprimento de glicose é constante.
A fosfofrutoquinase I é o principal sítio de regulação da glicólise e os principais reguladores são o ATP e o citrato.
O ATP regula a velocidade por ser um dos produtos finais (feedback).
O citrato ajusta a velocidade da glicólise à do CK. Se o suprimento de substratos para o CK ultrapassa a capacidade de utilização, acumula citrato, o que faz diminuir a velocidade.
Também há os efetuadores positivos:
O aumento da concentração de AMP, importante para os músculos de contração vigorosa, estimula a fosfofrutoquinase I. Nesse caso também há aumento da disponibilidade de glicose, pois o glicogênio está sendo degradado, mesmo com o aporte insuficiente de oxigênio, que permitiria a oxidação pela cadeia. A concentração de NADH é aumentado, forçando a reação catalisada pela lactato desidrogenase (formação de lactato e oxidação do NADH).
Outro efetuador positivo é a frutose 2,6 bisfosfato no fígado, que influencia na atividade da fosfofrutoquinase 1 e da frutose 1,6 bisfosfatase. Depende da ativação ou inibição da glicólise ou da gliconeogênese e a sua produção está sob controle alostérico e hormonal.
O aumento da concentração do fosfoenolpiruvato indica que este não está sendo utilizado pela fosfato quinase ou que está sendo produzido pela gliconeogênese.
O glucagon também influencia a frutose 2,6 bisfosfato. A produção de cAMP ativa a proteína quinase e a enzima é fosforilada. Ocorre, então, a redução da concentração de frutose 1,6 bisfosfato, o que torna a frutose 2,6 bisfosfatase inativa, desativando a glicólise.
A piruvato quinase também é um sítio importante de regulação.
É estimulada pela frutose 1,6 bisfosfato e regulada pelos hormônios insulina e glucagon. Quando fosforilada, torna-se inativa. Em hipoglicemia, o glucagon é liberado e estimula a fosforilação, aumentando a concentração de fosfoenolpiruvato.
É inibida alostericamente pela alanina (um composto gliconeogênio proveniente do tecido muscular em longos períodos de jejum - para a síntese de glicose, deve ser transformado em piruvado por desaminação, sendo convertido em oxaloacetato e entrando na via da gliconeogênese). A inibição impede que o fosfoenolpiruvato seja reconvertido a piruvato.
5.2 Complexo Piruvato Desidrogenase
O piruvato pode ser usado na síntese de CHO, pela via da gliconeogênse, de aminoácidos, pela transaminação, de ácidos graxos (acetil CoA) ou ser oxidado a CO2 (CK).
A piruvato desidrogenase limita os destinos do piruvato à oxidação ou à conversão em lipídeos. Quando fosforilada, torna-se inativa. A PDK catalisa e a PD fosfatase remove o grupo fosfato.
É ativada alostericamente pelos produtos da reação catalisada (acetilCoA e NADH) e ATP.
5.3 Regulação CK
O CK apenas reduz coenzimas sem reoxidá-las, portanto não há autonomia funcional (limitação na quantidade de coenzimas...), dependendo da associação com a cadeia para manter-se ativo.
A velocidade da oxidação de acetilCoA é regulada pela relação NAD+/NADH, sendo dependente da velocidade da cadeia.
A citrato sintase depende da concentração de substratos, principalmente o oxaloacetato, e é inibida pela succinilCoA.
O acetilCoA é efetuador positivo da piruvato carboxilase (deriva o piruvato proveniente de CHO ou aminoácidos para a síntese de oxaloacetato).
O destino do citrato depende da atividade da isocitrato desidrogenase. Pode ser oxidado a isocitrato, mas se a oxidação estiver alostericamente impedida, ocorre o acúmulo de citrato.
Sobre a isocitrato desidrogenase atuam dois efetuadores alostéricos: ADP (positivo) e NADH (negativo).
Além disso, a alfacetoglutarado desidrogenase é um sítio de regulação, inibido por succinil Coa, NADH e ATP.
Abaixo um esquema de regulação dos três ciclos mais importantes para a Nutrição:
Ciclo de Krebs (glicose), Ciclo de Lynen (AG) e Ciclo da Uréia (aminoácidos).
Falarei sobre a gliconeogênese (acabei falando de sua regulação sem explicar como a gliconeogênese ocorre...=p) e os demais ciclos acho que o mês que vem... Estudar bioquímica é legal, mas estou muito ansiosa p/ começar a ler os textos que selecionei.. Ñão vou conseguir esperar terminar os estudos das disciplinas. Então, voltarei ao primeiro cronograma: apostila e depois, disciplinas.
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