FOSFOENOLPIRUVATO

CARBOXIQUINASE (PEPCK)

Sara Rezende

Thamires de Oliveira

Bioqumica II

Wagner Coelho

Tecn. em Produo de

Frmacos 3 perodo

2Introduo Gliconeognese PEP-Carboxicinase

Metabolismo Energtico

Super Expresso

GnicaConcluso

INTRODUO

A PEPCK converte oxaloacetato em PEP,

dependente de GTP como doador de grupo

fosforila.

A localizao celular varia: mitocondrial

(PEPCK-M) e citoslica (PEPCK-C)

3

INTRODUO

Enzima com potencial Cataplertico

4

INTRODUO

PEPCK-C tem papel no metabolismo

intermedirio, que est presente no fgado,

rim e tecido adiposo branco e est envolvido

na gliconeognese.

Esta enzima tambm est presente em

tecidos de mamferos, incluindo o intestino

delgado, o clon, a glndula mamria,

glndula supra renal, o pulmo e msculo.

5

Sntese de glicose no

estado alimentado

Trs reaes

irreversveis da gliclise

so contornadas

Primeira reao de

contorno

GLICONEOGNESE

6

GLICONEOGNESE

Converso do piruvato em fosfoenolpiruvato

(PEP), requerendo um aporte de energia

livre.

Obtido pela converso do piruvato em um

intermedirio, o oxaloacetato.

O processo requer duas enzimas:

Piruvato-carboxilase

PEP-carboxicinase (PEPCK)7

GLICONEOGNESE

8

9

10

PEP-CARBOXICINASE

PEPCK ocorre em muitas espcies, e a

sequncia de aminocidos distinta para

cada uma:

Animais

Plantas

Bactrias

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PEP-CARBOXICINASE

Regulao em animais:

O glucagon eleva indiretamente a expresso

de PEPCKC por aumentar os nveis de AMPc

(atravs de ativao de adenililciclase) no

fgado, o que consequentemente conduz

fosforilao.12

PEP-CARBOXICINASE

13

O cortisol passa atravs da membrana lipdica

das clulas hepticas e, em seguida, liga-se a

um receptor de glicocorticides (GR), que

dimeriza o complexo de cortisol e GR, que

passa para o ncleo onde se liga ao elemento

de resposta a glicocorticides (GRE) e produz

mais PEPCK.

METABOLISMO ENERGTICO

Papel da PEPCK-C no msculo esqueltico,

tendo importncia no metabolismo

energtico total, centrando no potencial de

gerao de alanina.

Com tcnicas de istopos in

vivo, demonstra-se que gliconeognese,

no gliclise, era a fonte principal de

glicerol.

14

SUPER EXPRESSO GNICA

No tecido adiposo, a PEPCK enzima-chave

da gliconeognese. Em ratos, 95% citoslica

e 5% mitocondrial, o que permite a realizao

de estudos por meio da verificao da

atividade total da enzima, sem a necessidade

de separar a frao mitocondrial.

15

SUPER EXPRESSO GNICA

Introduziu-se quantidades acima do normal

de PEPCK no gene que domina a formao

do esqueleto dos ratos

O ndice de atividade dos ratos aditivados

com PEPCK-C chega a ser sete vezes

superior ao dos restantes

16

SUPER EXPRESSO GNICA

A sobre-expresso de PEPCK-C no

msculo esqueltico conduz a uma taxa

maior de gliceroneognese no tecido e a

acumulao de triacilglicerol. Isto resulta no

aumento da oxidao dos cidos graxos no

tecido e a subsequente estimulao da

sntese mitocondrial. O aumento de

mitocndrias, bem como a disponibilidade

de cidos graxos no msculo, so

responsveis pela hiperatividade observadanos ratinhos

17

SUPER EXPRESSO GNICA

Uma anlise dos nveis de hormnios e

citocinas no sangue dos ratos PEPCK-

C mus observa-se nveis muito baixos de

insulina e leptina, em comparao aos

animais normais.

O elevado nvel de atividade tambm

resulta no aumento da sensibilidade

insulina e o recrutamento de GLUT-4 para a

superfcie da clula. 18

19

SUPER EXPRESSO GNICA

A razo para o prolongamento da capacidade

reprodutiva em camundongos fmeas e mudanas

de comportamento no clara.

Doses fortificadas do enzima PEPCK-C repe os

nveis energticos no corpo dos mamferos e

aumenta a sua longevidade

A razo para o prolongamento da capacidade

reprodutiva em camundongos fmeas e mudanas

de comportamento no clara.20

DIABETES MELLITUS TIPO 2

O nvel de glicose no sangue elevado,

pois as clulas so resistentes ao da

insulina.

Regulao pela insulina

Sntese de glicose

Tiazolidinedionas 21

SUPER EXPRESSO GNICA

Procedimentos Experimentais:

Em primeiro lugar, foi avaliada acapacidade de ratos com e sem PEPCK-C mus para concorrer distncia.

Em segundo lugar, determinou o VO2 max.

Em terceiro lugar, foi determinado avelocidade mxima que os ratinhos podiamcorrer at exausto. 22

23

SUPER EXPRESSO GNICA

Gerao de ratos PEPCK-C:

A Um promotor do gene da actina humano, foiligado ao DNA do rato PEPCK-C.

B, uma ilustrao de duas cpias do transgeneintegrado no genoma da clula hospedeira.

C, uma representao esquemtica para gerarratos PEPCK. -C mus utilizados no estudos.

D, uma transferncia de RNAm de ratos PEPCK-C no msculo esqueltico.

24

25

SUPER EXPRESSO GNICA

Caractersticas Metablicas:

Diferena na concentrao de lactato no

sangue, aps o momento de exausto.

Os ratos PEPCK-C mus dependem de cidos

graxos como fonte de energia. Os ratinhos

de controle se movem rapidamente, a partir

do metabolismo do cido g. para a utilizao

de glicognio muscular como combustvel. 26

27

ANLISE HISTOLOGICA

Relao entre os nveis de

PEPCK-C no msculo e a

concentrao de

triglicerdeos.

Camundongos PEPCK-

Cmus, foram analisados porhematoxilina e eosina,

tendo altas concentraes

de lipdios em comparao

com os controles.

Fornece energia necessria

para sustentar o seu

extraordinrio nvel de

atividade.28

29

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CONCLUSO

notvel que a sobre-expresso de uma enzima

envolvida numa via metablica deve resultar em uma

profunda alterao no fentipo do rato, como um fator

de transcrio ou co-reguladores da transcrio.

Um dos mais notveis diferenas fisiolgicas causadaspela sobre-expresso de PEPCK-C foi o aumento de

40% em VO2 mx.

Um terceiro papel possvel de PEPCK-C no msculo

esqueltico sintetizar msculo esqueltico e

depsitos de triglicrideos considervel para apoiar o

metabolismo de energia.31

BIBLIOGRAFIA

KRIEGLER,S. 2011. Diabetes. Disponvel em

http://www.pepck-and-the-ketogenic-

diet.com/Diabetes.html.

CANDOSO, M.A. 2007. Super ratos genticos mais fortes . Disponvel em

http://www.dn.pt/inicio/interior.aspx?content_id=988

088&page=-1

HANSON, R. 2007. Overexpression of the

Cytosolic form of PEPCKC im skeletal muscle

inthe mouse.

HANSON, R. 2007. Born to run: the story of

PEPCKC mouse. 32

OBRIGADA

PELA

ATENO!

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