Регламент на гликоген метаболизма
Регулаторните ензимите на гликоген синтеза и разграждането - гликоген синтаза и фосфорилаза.
Тяхната активност се регулира по два начина - чрез ковалентна модификация (фосфорилиране) на молекулата на ензим и под действието на алостерични ефектори. Гликоген синтаза съществува в неактивна форма и фосфорилиран активна форма nefosforilovany. Обратно, неактивна форма на гликоген фосфорилаза (фосфорилаза Ь) е nefosforilovanoyu и активна форма, фосфорилаза а, фосфорилиран. Гликоген синтаза катализира реакцията на фосфорилиране на сАМР-зависима протеин киназа, и фосфорилаза - сАМР-зависима киназа фосфорилаза Ь. При реакция фосфатната група се пренася от АТР към серин хидроксилната група две молекули на гликоген синтаза и фосфорилаза Ь. Ензимите катализират обратна реакция fosfoproteinfosfatazy - отцепва чрез хидролиза на фосфатни групи, т.е. превръща в гликоген синтаза и фосфорилаза defosforilovanu форма.
Трябва да се подчертае, че фосфорилирането води до активиране и дезактивиране на гликоген фосфорилаза и defosforilyuvannya - противоположните ефекти. Така, ако стимулира синтеза на гликоген, след неговото разлагане се инхибира едновременно, и обратно.
Активността на кинази и фосфатази, и по този начин на синтеза и разграждането на гликоген е под хормонален контрол. Инсулинът стимулира синтеза на гликоген и гниене - епинефрин и глюкагон. Действието на адреналин и глюкагон са медиирани чрез вторият месинджър - сАМР. свързването им с техните рецептори, намиращи се в клетъчната мембрана, той причинява активиране на аденилат циклаза, който катализира синтеза на сАМР от АТР. сАМР активира протеин киназа. неактивен протеин киназа, съставена от два катализатора и две регулаторни субединици. С увеличаване на концентрацията на сАМР в клетката се свързва с регулаторните субединици, които причиняват разпадането на тетрамерна форма на протеин киназа. Освободен каталитична субединица на протеин киназа катализира реакцията на фосфорилиране на фосфорилаза киназа, която се превръща в активна форма и по този начин предизвиква образуването на фосфорилаза а. Едновременно с това, каталитична субединица на протеин киназа катализира фосфорилирането на гликоген синтаза като по този начин го трансформира в неактивна форма.
многостепенен предаване сигнал от хормон фосфорилаза катализира разграждането на гликоген директно, е важно, защото в този процес каскада се постига чрез силно и бързо усилване на сигнала. По този начин, свързването на множество молекули на синтеза на адреналин причинява повече молекули сАМР, и по-нататък, всяка молекула на ензима активира голям брой молекули след ензим (протеин киназа - фосфорилаза киназа - фосфорилаза). Фосфорилаза активност достига максимум в рамките на няколко минути след свързване адреналин чернодробни клетки и усилването на сигнала от около 25 милиона пъти (няколко хормон молекули предизвикват на черния дроб в кръвта на няколко грама глюкоза). Последователността на реакциите, което води до инактивиране на гликоген синтаза има една стъпка по-малко от фосфорилаза активиране последователност.
Ето защо, укрепване на хормонален сигнал е по-голяма от системата на гликоген разбивка. Максималната скорост на синтеза на гликоген в мускулите е не повече от 0,3% от максималната стойност на гликогенолизата.
При прекратяване на отделянето на адреналин или глюкагон аденилат циклаза става неактивен. Предлага се разлага под действието на сАМР до AMP фосфодиестераза, и резултатът е тетрамерен протеин киназа неактивна форма. Фосфатаза катализира дефосфорилиране на фосфорилаза киназа, и гликоген фосфорилаза а. Така изключени разбивка гликоген и синтез от него става възможно.
Адреналин стимулира разбивка и инхибира синтеза на гликоген в черния дроб, скелетен мускул, миокард. Секрецията в стрес предизвиква освобождаване на глюкоза от черния дроб в кръвоснабдяването на други органи и мускулите - разграждането на гликоген до млечна киселина с освобождаването на енергия, която осигурява бърз растеж на мускулната дейност. Глюкагон стимулира разграждането на гликоген от черния дроб, но няма никакъв ефект върху мускулния гликоген. Секретира от панкреаса за намаляване на концентрациите на кръвната захар.
Панкреаса хормон инсулин стимулира поглъщането на глюкоза в клетките и синтеза на гликоген. Неговият механизъм на действие все още не е напълно изяснен. Един от тях е активирането на сАМР фосфодиестераза инсулин предизвиква намаляване на вътреклетъчните нива на сАМР, което води до образуване на стимулирани активен и активен гликоген фосфорилаза. В хепатоцитите инсулин повишава активността на глюкокиназата.
Има редица допълнителни начини за регулиране на дейността на ензимите и разпадането на синтеза на гликоген: