Glicogenina

A glicogenina é uma enzima envolvida na formação de glicogénio a partir da glicose. Atua nas fases iniciais da síntese de glicogénio, como um iniciador, polimerizando as primeiras moléculas de glicose, após o que outras enzimas são responsáveis ​​por continuar a síntese. É um homodímero de subunidades de 37 kDa e é classificado como uma glicosiltransferase.

Catalisa as seguintes reações químicas:

UDP-alfa-D-glicose + glicogenina está em equilíbrio com UDP + alfa-D-glicosilglicogenina
UDP-alfa-D-glicose + uma glicosil-glicogenina está em equilíbrio com (1,4-alfa-D-glicosil)n-glicosil glicogenina + UDP + H+

Assim, os dois substratos desta enzima são a UDP-alfa-D-glicose e a glicogenina, enquanto os seus dois produtos são a UDP e a alfa-D-glicosilglicogenina.[1][2]

Nomenclatura

Esta enzima pertence à família das glicosiltransferases, mais concretamente das hexosiltransferases. O nome sistemático desta classe de enzimas é UDP-alfa-D-glicose:glicogenina alfa-D-glicosiltransferase. Outros nomes habitualmente usados ​​são:

  • glicogenina,
  • iniciador glicosiltransferase, e
  • UDP-glicose:glicogenina glicosiltransferase.

O nome glicogenina refere-se à sua função, sendo que as raízes glico se referem a um hidrato de carbono e genina, derivadas do latim genesis, que significa novo, fonte ou começo. Isto indica o seu papel de iniciar a síntese de glicógeno antes de que comece a actuar a glicógeno sintaxe.

Descoberta

A glicogenina foi descoberta em 1984 pelo Dr. William J. Whelan, membro da Royal Society of London e antigo professor de bioquímica na Universidade de Miami.[3]

Função

A principal enzima envolvida na polimerização do glicogénio é a glicogénio sintaxe, que no fígado e no músculo inicia a síntese de glicogénio utilizando UDP-glicose, mas só pode adicionar unidades de glicose a uma cadeia existente de pelo menos 3 resíduos de glicose. A glicogenina atua como um iniciador ao qual se podem adicionar mais monómeros de glicose. Isto é possível catalisando a adição de glicose a si próprio (autocatálise) primeiro anexando glicoses de UDP-glicose ao grupo hidroxila da Tyr-194. depois são adicionadas mais sete glicoses, também da UDP-glicose, graças à sua atividade glicosiltransferase. Uma vez adicionados resíduos suficientes, a glicogénio sintaxe começa a atuar e estende a cadeia. A glicogenina permanece covalentemente ligada à extremidade redutora da molécula de glicogénio.

Há cada vez mais evidências de que a intervenção de uma proteína iniciadora pode ser uma propriedade fundamental da síntese de polissacarídeo em geral; Os detalhes moleculares da biogénese do glicogénio em mamíferos podem servir como um modelo útil para outros sistemas.

A glicogenina tem a capacidade de utilizar também outros dois nucleótidos de pirimidina ligados à glicose, nomeadamente a CDP-glicose e a TDP-glicose, para além do seu substrato nativo, a UDP-glicose.[4]

Estrutura

Vista transversal bidimensional de um grânulo de glicogénio. A proteína central glicogenina está rodeada por ramificações de unidades de glicose. O complexo globular completo pode conter aproximadamente 30.000 unidades de glicose.[5]

Isoenzimas

Nos humanos, existem duas isoformas de glicogenina: glicogenina-1, codificada pelo gene GYG1 e expressa no músculo esquelético; e glicogenina-2, codificada pelo gene GYG2 e expressa no fígado e miocárdio, mas não no músculo esquelético. Os doentes com GYG1 defeituoso apresentam células musculares incapazes de armazenar glicogénio, resultando em fraqueza e doença cardíaca.[6]

Referências

  1. ↑ Barengo R, Krisman CR (maio de 1978). «Initiation of glycogen biosynthesis in Escherichia coli. Studies of the properties of the enzymes involved». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects. 540 (2): 190–6. PMID 418819. doi:10.1016/0304-4165(78)90131-9 
  2. ↑ Butler NA, Lee EY, Whelan WJ (maio de 1977). «A protein-bound glycogen component of rat liver». Carbohydrate Research. 55: 73–82. PMID 861979. doi:10.1016/s0008-6215(00)84444-4 
  3. ↑ Whelan WJ (setembro de 1998). «Orgulho e preconceito: a descoberta do iniciador para a síntese de glicogénio» 9 ed. Ciência da Proteína. 7: 2038–41. PMC 2144155Acessível livremente. PMID 9761486. doi:10.1002/pro.5560070921 
  4. ↑ Alonso, Miriam D.; Lagzdins, Erik J.; Lomako, Joseph; Lomako, Wieslawa M.; Whelan, William J. (13 de fevereiro de 1995). «New and specific nucleoside diphosphate glucose substrates for glycogenin». FEBS Letters (em inglês). 359 (2–3): 110–112. Bibcode:1995FEBSL.359..110A. ISSN 0014-5793. PMID 7867779. doi:10.1016/0014-5793(95)00018-5 
  5. ↑ Katch, Victor L.; McArdle, William D.; Katch, Frank I. (2007). Fisiologia do exercício: energia, nutrição e desempenho humano. Filadélfia: Lippincott Williams and Wilkins. 12 páginas. ISBN 978-0-7817-4990-9 
  6. ↑ Moslemi AR, Lindberg C, Nilsson J, Tajsharghi H, Andersson B, Oldfors A (abril de 2010). «Glycogenin-1 deficiency and inactivated priming of glycogen synthesis». N. Engl. J. Med. 362 (13): 1203–10. PMID 20357282. doi:10.1056/NEJMoa0900661Acessível livremente 

Bibliografia

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