Hexokinase é na verdade um termo mais amplo para uma classe de enzimas que fosforilatos seis açúcares de carbono (glicose, frutose, galactose, etc.).), enquanto a glucokinase é um tipo específico de hexoquinase (uma isoforma) que tem uma menor afinidade por substratos.

Estar vivo pode às vezes parecer sem esforço, particularmente quando você está se sentindo saudável, feliz, e possivelmente empoleirado em uma praia tropical em algum lugar. No entanto, permanecer vivo requer o gasto constante de energia das células do seu corpo. Desde a escala macroscópica de flexionar os músculos para andar, dançar, piscar e engolir até ao nível microscópico de criar neurotransmissores e replicar material genético, a produção e utilização de energia é um processo perpétuo chamado metabolismo celular.

O que é Metabolismo Celular?

Como você provavelmente sabe, a principal fonte dessa energia vem na forma de alimentos que comemos, e a subsequente decomposição desses alimentos em energia utilizável. Esse processo metabólico de decomposição das moléculas dos alimentos (glucose, neste caso) é uma forma de metabolismo celular, uma via catabólica crítica da qual essas células podem derivar energia (na forma de ATP, adenosina trifosfato).

O metabolismo aeróbico (que ocorre na presença de oxigénio) consiste em três fases – glicólise, o ciclo de Krebs e a cadeia de transporte de electrões.

O que é Glicólise

A primeira das três fases deste processo, a glicólise, não produz uma grande quantidade de ATP (apenas 2), em comparação com a cadeia de transporte de electrões, mas leva a produtos chave (2 pirúvio) que são utilizados para a geração posterior de ATP dentro da maior via metabólica. A glicólise ocorre no citoplasma, enquanto os demais passos do metabolismo celular ocorrem nas mitocôndrias.

Para iniciar a transformação da glicose, como em muitas outras reações químicas, uma enzima é necessária. No caso da fosforilação da glicose em glicose-6-fosfato, dependendo de um número de variáveis, a hexoquinase ou a glucocinase catalisará a reação.

(Crédito Fotográfico: YassineMrabet/Wikimedia Commons)

Hexokinase vs. Glucokinase

Embora o título desta subsecção possa sugerir que estes dois trabalham em oposição um ao outro, na realidade são muito semelhantes e desempenham basicamente a mesma função. Hexokinase é na verdade um termo mais amplo para uma classe de enzimas que fosforilatos seis açúcares de carbono (glucose, frutose, galactose, etc.), enquanto a glucokinase é um tipo específico de hexoquinase (uma isoforma) que tem uma menor afinidade por substratos e trabalha exclusivamente com a glucose, ao invés de outros açúcares de seis carbonos.

ambas estas enzimas podem desempenhar a mesma função – catalisando a primeira reação da glicólise – mas são usadas em circunstâncias específicas.

Hexokinase

Esta enzima é ativa quando a quantidade de glicose disponível é relativamente estável ou baixa, e pode ser encontrada em todos os tecidos do corpo onde ocorre o metabolismo celular, com exceção das células beta hepáticas e pancreáticas. Em outras palavras, a hexoquinase é o principal catalisador do metabolismo celular na escala do organismo.

A afinidade da hexoquinase com a glicose também é bastante alta; o que isto significa que mesmo quando o suprimento de glicose é baixo, a reação enzimática pode ocorrer, e a glicose pode ser convertida em glucose-6-fosfato, e 2 moléculas de ATP podem ser produzidas. A taxa de reação máxima (Vmax) da hexoquinase também é bastante baixa, o que significa que não é ideal para a rápida geração de energia da glicose.

Como em qualquer reação enzimática, há um mecanismo de controle para a hexoquinase, um laço de feedback alérgico com o próprio produto da reação, o glucose-6-fosfato. Isto significa que uma vez que o suficiente da glicose tenha sido convertida em glucose-6-fosfato, esse mesmo produto irá inibir a enzima de se envolver/reagir com moléculas de substrato adicionais (glicose).

Glucokinase

Como mencionado acima, a glucokinase é uma isoforma de hexoquinase, e tem condições diferentes para ativação do que esta última. Ao contrário da hexoquinase, que está presente em todos os tecidos, a glucokinase está presente apenas nas células beta hepáticas e pancreáticas, e é semelhante a um mecanismo de controle funcional dentro do corpo.

A afinidade da glucokinase com a glicose é baixa, significando que ela só é ativada quando há uma abundância de glicose disponível para uma célula. Se houver apenas uma quantidade limitada de glicose, como durante um período de jejum ou repouso, então a hexoquinase pode lidar com a carga enzimática. A taxa de reação máxima (Vmax) da glucocinase é bastante alta, resultando em uma rápida conversão da glicose em energia utilizável. A glucokinase entra em ação após uma grande refeição, ou um influxo de carboidratos, que está relacionado ao mecanismo de controle desta enzima em particular.

Hexokinase é regulada alostericamente por um de seus produtos (glucose-6-fosfato), enquanto que a glucokinase é controlada hormonalmente pela insulina. Na verdade, a glucokinase é controlada ou induzida principalmente pela insulina. Quando os níveis de insulina aumentam no organismo, tanto a transcrição da glucokinase como a actividade aumentam dentro de uma hora. Outros hormônios e vias podem afetar a glucokinase, incluindo glucocorticoides e triiodotironina, mas a vasta gama de outras vias metabólicas para a atividade da glucokinase está além do escopo deste artigo.

Devido ao papel crítico da insulina na regulação da glucocinase no fígado e pâncreas, a diabetes mellitus pode ter um sério impacto na eficácia da glucocinase e, portanto, na geração de energia quando os níveis de glicose estão altos.

A Palavra Final

Hexokinase e glucocinase são ambas enzimas importantes no processo de glicólise, o que é um passo essencial na maior via do metabolismo celular. Como é verdade na maioria das reacções enzimáticas, estas duas enzimas funcionam inconscientemente e o nosso corpo controlará a sua activação sem qualquer contributo nosso. Por mais pequenas e insignificantes que estas enzimas apareçam, o seu trabalho constante em nosso favor é o primeiro passo para cada movimento que fazemos!