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Ver el documento (formato PDF)   Lerner, Lorena R..  "Estudios relacionados con la síntesis de Novo del glucoceno en mamíferos"  (2000)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
El glucógeno es un polisacárído de α-D-glucosas altamente ramificado que se encuentra en distintos tipos celulares, desde bacterias a células humanas. El glucógeno tiene por función actuar como reservorio de glucosas. Sus uniones glucosídicas son α(l—)4) α(l—->6). Su estructura altamente ramificada le confiere alta solubilidad. Esta característica le posibilita almacenar grandes cantidades de glucosa, fácilmente movilizable en caso de ser requerida por el organismo y, a la vez ejercer una presión osmótica muy pequeña en comparación con la que ejercería la misma cantidad de moléculas de glucosa en estado libre. El músculo esquelético y el hígado son los tejidos donde se encuentra acumulado la mayor parte del glucógeno. En el músculo esquelético, el glucógeno es un substrato energético sumamente importante para la actividad muscular. Las características bioquímicas y las propiedades enzimáticas de las enzimas involucradas en la síntesis de novo del glucógeno fueron analizadas en los dos tipos de fibras de músculo esquelético (de contracción rápida y de contracción lenta). La concentración de glucógeno fue significativamente más elevada en el músculo de fibras rápidas (EDL) que en el músculo de fibras lentas (Soleus), pero el Soleus a diferencia del EDL, contenía una gran cantidad de moléculas intermedias, aceptores endógenos de tamaño molecular intermedios, capaces de actuar como sustrato de la Glucógeno Sintetasa. Cabe destacar que las actividades enzimáticas de las proteínas involucradas en la síntesis de novo del glucógeno en músculos EDL fueron muy fuertemente estimuladas en presencia de Glc-6-P, mientras que la presencia de este azúcar no fue capaz de modificar la actividad enzimática de las proteínas de músculo Soleus. El ejercicio en el músculo esquelético es uno de los estímulos fisiológicos más importantes para la síntesis de glucógeno. Resultó de interés examinar el efecto de la estimulación muscular crónica en músculos de fibras rápidas. Mediante este estudio fue posible hallar que la actividad contráctil no sólo afecta la concentración de glucógeno muscular, sino que también altera su estructura. Además, el ejercicio intenso y continuo fue capaz de alterar las actividades relacionadas con la biogénesis del glucógeno muscular. Adicionalmente, luego de un estímulo prolongado o luego de un estímulo seguido de reposo fue posible encontrar el fenómeno de supercompensacíón de glucógeno. Este fenómeno se caracteriza por un gran incremento de la concentración de glucógeno muscular, más allá de los valores hallados para músculos en buenas condiciones nutricionales y en reposo. Junto con este fenómeno, el metabolismo de los músculos EDL sometidos a este tipo de tratamiento, presentó una acumulación de propia de músculo Soleus. Como resultado de los datos presentados en este trabajo, se propuso un modelo que explica los pasos involucrados en la síntesis de novo del glucógeno de músculo esquelético de contracción rápida. En el hígado, donde el glucógeno se acumula como reserva de glucosa para tejidos extrahepáticos, las enzimas del metabolismo del glucógeno poseen propiedades que le permite al hígado actuar como sensor de los niveles de glucosa plasmática, y de esta manera, almacenar o movilizar dicho polisacárido de acuerdo con las necesidades periféricas. Por los tanto, el metabolismo del glucógeno hepático es muy importante en la homeostasis de la glucosa. A partir de hígado de rata, la Glucogenina, la proteína iniciadora del glucógeno fue parcialmente purificada y bioquímicamente caracterizada. En líneas de células de hepatoma (HUH-7; HepG2) se estudió la regulación de la síntesis del glucógeno y de las enzimas asociadas a su metabolismo. Las enzimas de estas células mostraron muchas de las características bioquímicas propias de las enzimas de hígado de rata. Por tal motivo, estas líneas de células de hepatoma humano representaron un modelo apropiado para el estudio de la síntesis de novo del glucógeno hepático. En experimentos orientados a develar las bases moleculares de la regulación de las enzimas involucradas en la síntesis de novo del glucógeno hepático, fue posible observar que tanto el suero como la insulina y la glucosa fueron capaces de incrementar la síntesis del glucógeno. Esta estimulación fue producida por un incremento en la actividad transcripcional y en la actividad enzimática de las proteínas involucradas en esta ruta metabólica (Glucogenina, Glucógeno Sintetasa). Por el contrario, el glucagon, el HGF y el TGF-β produjeron un descenso del contenido del glucógeno acumulado mediante principalmente la inhibición de las actividades enzimáticas involucradas en su síntesis o alterando la relación síntesis/ degradación del polisacárido. La Enzima Ramificante no mostró ningún tipo de alteración a nivel transcripcional ni en su actividad enzimática frente a la presencia de estos factores o nutrientes.

Abstract:
Glycogen is a mayor storage form of glucose in many cell types. It is highly branches structure composed of thousands of glucose molecules attached to each other in an α (1—>4) glucosidíc linkage with branching points covnsisting of a (l—>6) linkages. Skeletal muscle and liver are the major sites of glycogen accumulation. Skeletal-muscle glycogen is an extremely important energy substrate for muscular activity. The biochemical and enzymatic properties of the enzymes involved in the de novo glycogen synthesis were analyzed in the two different skeletal muscle type fiber (fast and low twitch). It was found that glycogen concentration was higher in fast twitch muscle (EDL) that in slow twitch fiber muscle (Soleus), but Soleus muscle contained much more intermediate- acceptor molecules that could act as Glycogen Synthase substrate, than EDL muscle. On the other hand, the enzymes involved in the de novo glycogen synthesis in EDL muscle were strongly stimulated by the presence of Glc-6P, but Soleus muscle’s ones were not. One of the most important physiological stimuli of glycogen synthesis in skeletal muscle is glycogen exercise. It was interesting examine the effect of chronic muscle stimulation and repose on the enzymes involved in the de novo glycogen synthesis on fast twitch skeletal muscle. It was found that contractile activity not only affect glycogen concentration in EDL muscles, but also its structure. Additionally, glycogen-depleting exercise altered the enzymatic activities here studied. Moreover, glycogen supercompensation phenomenon was found after prolonged stimulation or stimulation followed by repose in EDL muscle. This phenomenon was characterized by a large increase in glycogen concentration, far above the levels found in well-fed, sedentary state muscle. Besides, intermediate-acceptor molecules were accumulated, as it was found in slow twitch muscle. As a result of the data presented here, a model for the de novo glycogen synthesis in fast twitch skeletal muscle was proposed. In liver, where glycogen is stored as a reserve of glucose for extrahepatíc tissues, the glycogen-metabolizing enzymes have properties that enable the liver to act as a sensor of blood glucose, and store or mobilized glycogen according to the peripheral needs. Therefore, liver glycogen metabolism is very important for glucose homeostasis. Glycogenin, the initiator glycogen protein, was partial purified and biochemical characterized from rat liver tissue. The regulation of the glycogen synthesis and associated enzymes were studied in human hepatoma cells lines (HUH-7; HepG2). These cells showed many biochemical properties similar to the rat liver tissue. For that reason, human hepatoma cells lines represented an appropriate model system for the study for the de novo glycogen synthesis. It was found that serum, ínsulin and glucose stimulated glycogen de novo synthesis. This stimulation was accompanied by a transcripcional and enzymatic activity increased of the enzymes involved in this metabolic pathway (Glycogenin and Glycogen Synthase). On the other hand, glucagon, HGF and TGF-β reduced glycogen synthesis mostly by enzymatic activity inhibition or by changing the ratio between synthesis and degradation of this polysaccharide. Branching Enzyme did not show any kind of enzymatic or transcripcional alteration due to the presence of this factors or nutrients.

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Registro:
Título : Estudios relacionados con la síntesis de Novo del glucoceno en mamíferos     =    Studies related with the de novo glycogen synthesis in mammals
Autor : Lerner, Lorena R.
Director : Krisman de Fischman, Clara R.
Año : 2000
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Fundación Campomar. Instituto de Investigaciones Bioquímicas
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3259_Lerner
Idioma : Español
Area Temática : 
Palabras claves : GLUCOGENO; GLUCOGENINA; GLUCOGENO SINTETASA; ENZIMA RAMIFICANTE; MUSCULO ESQUELETICO; HIGADO; LINEAS CELULARES DE HEPATOMA HUMANA (HUH-7;HepG2); EJERCICIO; SUERO; INSULINA; GLUCAGON; HGF; TGF-BETA; GLUCOSA; GLYCOGEN; GLYCOGENIN; GLYCOGENIN SYNTHASE; BRANCHING ENZIME; SKELETAL MUSCLE; LIVER; HUMAN HEPATOMA CELL LINES (HUH-7; HepG2); EXERCISE; SERUM; INSULIN; GLUCAGON; HGF; TGF-BETA; GLUCOSE
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