Reglarea metabolismului glicogenului

Enzimele de reglementare ale sintezei glicogenului și a metabolizării - glicogen sintaza și fosforilaza.

Activitatea lor este reglementată în două moduri - prin modificarea covalentă (fosforilare) a moleculei de enzimă și sub acțiunea efectori alosterici. Glicogensintaza există într-o formă inactivă și fosforilată activă formă nefosforilovany. Pe de altă parte, o formă inactivă a glicogen fosforilazei (fosforilaza b) este nefosforilovanoyu și forma activă, fosforilază, fosforilată. Glicogen sintaza catalizează reacția fosforilării dependente de AMPc protein kinazei și fosforilaza - dependente de kinaza cAMP fosforilazei b. După reacția grupării fosfat este transferat de la ATP la serina gruparea hidroxil două molecule de glicogen sintaza și fosforilaza b. Enzime catalizează fosfoproteinfosfatazy reacție inversă - scindate prin hidroliza grupărilor fosfat, adică transformată în glicogen sintaza și fosforilaza defosforilovanu forma.

Trebuie subliniat faptul că rezultatele de fosforilare în activarea și inactivarea glicogenfosforilazei și defosforilyuvannya - efecte opuse. Astfel, în cazul în care sinteza glicogenului stimulata, atunci descompunerea sa este inhibată simultan, și vice-versa.
Activitatea kinaze și fosfataze, și, astfel, sinteza și descompunerea glicogenului este sub control hormonal. Insulina stimulează sinteza glicogenului și degradare - epinefrina și glucagon. Acțiunea de adrenalină și glucagon sunt mediate prin intermediul doilea mesager - cAMP. Corelarea lor cu receptorii lor localizate în membrana celulei, aceasta provoacă activarea adenilat ciclazei, care catalizează sinteza cAMP din ATP. cAMP activează protein kinazei. Inactiv protein kinaza compusa din doua catalitice și două subunități de reglementare. Prin creșterea concentrației de AMPc în celulă se leagă la subunitățile de reglementare, care provoacă dezintegrarea formei tetrameric a protein kinazei. subunitatea catalitică a protein kinazei Eliberată catalizează reacția de fosforilare a fosforilat kinază, care îl transformă într-o formă activă și, prin aceasta induce formarea fosforilaza. Simultan, subunitatea catalitică a protein kinazei catalizează fosforilarea glicogen sintaza transformând-o astfel într-o formă inactivă.

Semnalul de transmisie mai multe trepte de la fosforilazei hormon catalizează descompunerea glicogenului în mod direct, este important, pentru că în acest proces în cascadă, se realizează printr-o amplificare puternică și rapidă a semnalului. Astfel, legarea molecule multiple sinteza adrenalinei cauzează mai multe molecule de AMPc, și mai departe, fiecare moleculă de enzimă activează un număr mare de molecule următoare enzimă (protein kinaza - fosforilat kinază - fosforilaza). Activitatea fosforilaza atinge un maxim în câteva minute după ce celulele hepatice adrenalina de legare, și câștigul de semnal de aproximativ 25 de milioane de ori (mai multe molecule de hormon determina de ficat în sânge de câteva grame de glucoză). Secvența de reacții care duce la inactivarea sintezei glicogenului are un pas mai mic decât fosforilază secvența de activare.
Prin urmare, consolidarea semnalul hormonal este mai mare decât sistemul de defalcare glicogen. Viteza maximă a sintezei glicogenului muscular nu este mai mare de 0,3% din rata maximă a glicogenolizei.

La încetarea secreției de adrenalină sau adenilat glucagon ciclazei devine inactivă. Disponibil sub acțiunea descompune cAMP la AMP fosfodiesterazei, iar rezultatul este o formă inactivă protein kinazei tetrameric. Fosfataza cataliza defosforilarea fosforilat kinază, și glicogen fosforilazei a. Astfel, exclus descompunerea glicogenului și sinteza acestora devine posibilă.

Adrenalină stimulează defalcare și inhibă sinteza glicogenului în ficat, mușchi scheletici, miocard. Secretiei în stresul său determină eliberarea glucozei din ficat în alimentarea cu sânge a altor organe și mușchi - descompunerea glicogenului în acid lactic cu eliberarea de energie care asigură o creștere rapidă a activității musculare. Glucagonul stimulează descompunerea glicogenului din ficat, dar nu are nici un efect asupra glicogen muscular. Secretată de pancreas în reducerea concentrațiilor de glucoză din sânge.
insulina hormonul pancreatic stimulează absorbția glucozei în celule și sinteza glicogenului. Mecanismul său de acțiune nu este încă pe deplin înțeles. Una dintre ele este activarea insulinei a cAMP fosfodiesterazei determină o scădere a nivelurilor intracelulare de AMPc, având ca rezultat formarea stimulată a glicogen fosforilazei inactiv și activ. In hepatocite insulina creste activitatea glucokinaza.

Există o serie de modalități suplimentare de reglementare a activității enzimelor și colapsul sintezei glicogenului: