fosfoenolpiruvato carboxiquinase

**Reação:** Oxaloacetato (OAA) + GTP → fosfoenolpiruvato + GDP + CO2. É uma descarboxilação associada a uma fosforilação. A piruvato carboxilase (biotina, ATP, CO2; mitocondrial; ativada pela acetil-CoA) forma primeiro o OAA a partir do piruvato. Então a PEPCK converte o OAA em PEP, contornando a piruvato quinase da glicólise.

**Localização:** As isoformas são citosólica (PEPCK-C, PCK1) e mitocondrial (PEPCK-M, PCK2). Em humanos, ambas estão presentes. A gliconeogênese ocorre principalmente no fígado, com contribuição menor do córtex renal e contribuição mínima do intestino delgado. O OAA é formado na mitocôndria e precisa ser transportado para fora como malato (via malato desidrogenase) ou aspartato, porque o OAA não consegue atravessar a membrana mitocondrial interna. A lançadeira do malato também leva equivalentes redutores de NADH para o citosol, onde são necessários na etapa da gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase.

**Regulação (principalmente transcricional):** - Induzida pelo glucagon (via AMPc/CREB), pelo cortisol (elemento de resposta a glicocorticoides) e pela epinefrina. - Reprimida pela insulina. - A via também é controlada em outras etapas: piruvato carboxilase (ativada pela acetil-CoA), frutose-1,6-bifosfatase (inibida pela frutose-2,6-bifosfato e pelo AMP) e glicose-6-fosfatase.

**Quatro enzimas-chave da gliconeogênese (contornam etapas glicolíticas irreversíveis):** "Pathway Produces Fresh Glucose" 1. **P**iruvato carboxilase (mitocôndria) 2. **P**EP carboxiquinase (citosol) 3. **F**rutose-1,6-bifosfatase (citosol) 4. **G**licose-6-fosfatase (RE; apenas fígado, rim e intestino)

**Significado clínico:** - **Jejum/inanição:** A indução da PEPCK mantém a glicemia a partir de lactato, glicerol e aminoácidos glicogênicos (especialmente alanina). Os ácidos graxos não conseguem gerar glicose líquida em humanos, porque os ácidos graxos de cadeia par produzem acetil-CoA, que não pode ser convertida em OAA. Os ácidos graxos de cadeia ímpar produzem propionil-CoA, que entra via succinil-CoA e é glicogênica. - **Diabetes mellitus:** A deficiência ou resistência à insulina causa perda da repressão da PEPCK, o que leva a produção hepática excessiva de glicose e hiperglicemia de jejum. A metformina reduz a gliconeogênese hepática (por inibir a glicerofosfato desidrogenase mitocondrial e o complexo I, e por ativar a AMPK). - **Metabolismo do etanol:** O aumento da razão NADH/NAD+ desvia o piruvato para lactato e o OAA para malato. Isso reduz o substrato da gliconeogênese e causa hipoglicemia de jejum em alcoolistas com glicogênio depletado. - **Deficiência hereditária:** A rara deficiência da PEPCK citosólica (PCK1) causa hipoglicemia de jejum grave, acidose láctica, esteatose hepática e déficit de crescimento. A deficiência mitocondrial (PCK2) foi descrita em casos raros. - **Mnemônico relacionado:** O excesso de cortisol (síndrome de Cushing) aumenta a expressão das enzimas da gliconeogênese e causa hiperglicemia. - **Outros:** O glicerol entra na gliconeogênese no DHAP via glicerol quinase e glicerol-3-fosfato desidrogenase, portanto contorna a PEPCK. A PEPCK também atua na gliceroneogênese no tecido adiposo, que fornece glicerol-3-fosfato para a síntese de triglicerídeos, e no ciclo do TCA na cataplerose.

**Contraste de alto rendimento:** A piruvato quinase (glicólise) forma piruvato a partir do PEP e gera ATP. A PEPCK atua no sentido oposto, do OAA para o PEP, e consome GTP (equivalente ao ATP). No total, a gliconeogênese a partir de 2 piruvatos requer 4 ATP + 2 GTP (6 ligações fosfato de alta energia) e 2 NADH.