Bioquímica Básica
14.2 Reações da gliconeogênese
Músculos esqueléticos e + + +
cardíaco
Córtex renal + + +
*O cérebro, no jejum prolongado, torna-se capaz de oxidar corpos cetônicos.
Figura 14.1 Relação entre diferentes órgãos na gliconeogênese — esta via ocorre no fígado e nos rins, a partir de substratos produzidos pelo músculo: alanina e glutamina no jejum e lactato no esforço intenso; o lactato origina-se, ainda, de hemácias e outras células. A maior parte da glicose sintetizada destina-se ao cérebro.
14.2 Reações da gliconeogênese
A gliconeogênese utiliza as reações reversíveis da glicólise e substitui por
outras as reações irreversíveis
A transformação de alanina e lactato em glicose inicia-se por sua conversão a piruvato, por ação, respectivamente, da alanina
aminotransferase (Seção 17.2.1) e da lactato desidrogenase (Seção 9.2.1). A glutamina é inicialmente convertida em α-cetoglutarato por meio das reações catalisadas por glutaminase e glutamato desidrogenase; a aspartato
aminotransferase transforma α-cetoglutarato em oxaloacetato (Seção
17.2.1).
A conversão de piruvato em glicose pela gliconeogênese processa-se no
sentido oposto ao da glicólise (Figura 9.5, Seção 9.2), utilizando quase todas as suas enzimas, com exceção daquelas que catalisam reações irreversíveis: piruvato quinase, fosfofrutoquinase 1 e glicoquinase. Estas reações são substituídas por outras reações, catalisadas, naturalmente, por outras enzimas. As três etapas em que a gliconeogênese difere da glicólise são analisadas a seguir.
Etapa 1. Conversão de piruvato a fosfoenolpiruvato.
A reação catalisada pela piruvato quinase (Fosfoenolpiruvato + ADP → Piruvato + ATP) → substituída por duas reações, catalisadas pela piruvato carboxilase (1) e pela fosfoenolpiruvato carboxiquinase (2):
Para ser utilizado como substrato da piruvato carboxilase, uma enzima mitocondrial, o piruvato produzido no citosol entra na mitocôndria por ação da piruvato translocase. A piruvato carboxilase contém biotina (vitamina B7), como grupo prostético. A biotina combina-se com CO2 à custa de ATP
e promove a carboxilação do piruvato, produzindo oxaloacetato (Figura
14.2).
Figura 14.2 Carboxilação de piruvato formando oxaloacetato: o ATP é consumido na carboxilação da biotina, que transfere o grupo – COO – para o piruvato.
O oxaloacetato passa para o citosol pela lançadeira do malato-aspartato e, por ação da fosfoenolpiruvato carboxiquinase, é convertido a fosfoenolpiruvato, por descarboxilação e fosforilação à custa de GTP
(Figura 14.3). Em alguns organismos, como os seres humanos, a fosfoenolpiruvato carboxiquinase localiza-se também na mitocôndria — o fosfoenolpiruvato formado na organela é transportado para o citosol pela
tricarboxilato translocase (Seção 11.9).
Figura 14.3 A conversão de piruvato a fosfoenolpiruvato compreende o transporte de piruvato para a mitocôndria, sua carboxilação a oxaloacetato, a transferência de oxaloacetato para o citosol e a transformação deste composto em fosfoenolpiruvato. As setas tracejadas indicam transporte por translocases.
O fosfoenolpiruvato produzido nesta etapa é transformado em frutose 1,6-bisfosfato pelas enzimas que também compõem a glicólise, que, como catalisam reações reversíveis, podem operar a via no sentido inverso.
Etapa 2. Conversão de frutose 1,6-bisfosfato a frutose 6-fosfato.
Em substituição à reação irreversível catalisada pela fosfofrutoquinase 1, ocorre uma reação de hidrólise do grupo fosfato do carbono 1, catalisada pela frutose 1,6-bisfosfatase.
Frutose 1,6-bisfosfato + H 2O → Frutose 6-fosfato + Pi
A frutose 6-fosfato pode ser isomerizada a glicose 6-fosfato pela fosfoglicoisomerase.
Etapa 3. Conversão de glicose 6-fosfato a glicose.
Para contornar a irreversibilidade da reação catalisada pela glicoquinase, esta reação é trocada pela hidrólise do grupo fosfato ligado ao carbono 6, catalisada pela glicose 6-fosfatase.
Glicose 6-fosfato + H O → Glicose + P 2i
A glicose, diferentemente da glicose fosforilada, pode ser transportada
através da membrana plasmática (Seção 19.6.3) e ser liberada na circulação.