Гликогенсинтаза
Cтраница 1
Гликогенсинтаза катализирует перенос глюкозного остатка с УДФ на гликоген и, следовательно, является трансферазой. Гликогенфосфори-лаза катализирует негидролитический разрыв гликозидной связи и, следовательно, является лиазой. [1]
Фосфорилаза и гликогенсинтаза имеют субъединичное строение. Неактивная ( малоактивная) фосфорилаза b состоит из нефосфори-лированных димеров и под действием фермента киназы фосфорилазы с участием АТФ переходит в фосфорилазу а ( активная форма), которая представлена фосфорилированными тетрамерами. Дефосфори-лирование фермента, т.е. переход формы a - b осуществляется с помощью фермента протеинфосфатазы. Гликогенсинтаза, наоборот, в неактивном состоянии ( D-форма) является фосфорилированным тетрамером. Переход в активную I-форму ( дефосфорилированный тетрамер) осуществляется под действием протеинфосфатазы. [2]
Установлено, что гликогенсинтаза неспособна катализировать образование а - ( 1 - 6) - связи, имеющейся в точках ветвления гликогена. Этот процесс катализирует специальный фермент, получивший название гли-когенветвящего фермента, или амило - ( 1 - 4) - ( 1 - 6) - трансглюкозидазы. Последний катализирует перенос концевого олигосахаридного фрагмента, состоящего из 6 или 7 остатков глюкозы, с нередуцирующего конца одной из боковых цепей, насчитывающей не менее 11 остатков, на 6-гидроксиль-ную группу остатка глюкозы той же или другой цепи гликогена. В результате образуется новая боковая цепь. [3]
К каким классам ферментов относятся гликогенсинтаза и гликогенфосфорилаза. [4]
Фермент, катализирующий эту реакцию, называют гликогенсинтазой. На примере этого процесса видно, что синтез биополимеров может идти путем реакций переноса между растущей цепью полимера и мономером. Этот общий принцип характерен и для синтеза других важнейших биополимеров - белков и нуклеиновых кислот. Соответствующие реакции рассмотрены в следующей главе. [5]
Ферменты распада гликогена ( фосфорилаза) и его синтеза ( гликогенсинтаза) являются регуляторными. Регуляция осуществляется методом химической модификации: фосфорилированием-дефрсфо-рилированием; обычно оба фермента подвергаются ей синхронно. [6]
Последний, являясь универсальным эффектором внутриклеточных ферментов, активирует протеинкиназу, которая в свою очередь фосфорилирует киназу фосфорилазы и гликогенсинтазу. Фосфорили-рование первого фермента способствует формированию активной гликоген-фосфорилазы и соответственно распаду гликогена с образованием глюкозо - - 1-фосфата ( см. главу 10), в то время как фосфорилирование гликогенсинта-зы сопровождается переходом ее в неактивную форму и соответственно блокированием синтеза гликогена. Общим итогом действия глюкагона являются ускорение распада гликогена и торможение его синтеза в печени, что приводит к увеличению концентрации глюкозы в крови. [7]
Таким образом, адреналин оказывает двойное действие на обмен углеводов: ингибирует синтез гликогена из УДФ-глюкозы, поскольку для проявления максимальной активности D-формы гликогенсинтазы нужны очень высокие концентрации глюкозо-6 - фосфата, и ускоряет распад гликогена, так как способствует образованию активной фосфорилазы а. В целом суммарный результат действия адреналина состоит в ускорении превращения гликогена в глюкозу. [8]
 |
Схематическое выражение центральной роли цАМФ и протеинкиназы в гормональной регуляции синтеза и распада гликогена. [9] |
Адреналинрецепторный комплекс: АЦ - аденилатциклаза, G - G-белок; С и R - соответственно каталитические и регуляторные субъединицы протеинкиназы; КФ-киназа фосфорилазы Ь Ф - фосфорилаза; Глк-1 - Р - глюкозо-1 - фосфат; Глк-6 - Р - глюкозо-6 - фосфат; УДФ-Глк-ури-диндифосфатглюкоза; ГС - гликогенсинтаза. [10]
При этом образуется а - ( 1 - 4) - связь между первым атомом углерода добавляемого остатка глюкозы и 4-гидроксильной группой остатка глюкозы цепи. Эта реакция катализируется ферментом гликогенсинтазой. Необходимо еще раз подчеркнуть, что реакция, катализируемая гликогенсинтазой, возможна только при условии, что полисахаридная цепь уже содержит более 4 остатков D-глю-козы. [11]
 |
Взаимодействие алло-стерического фермента с субстратом и эффекторами ( схема. [12] |
Для амфиболических процессов уникальным типом регуляции, свойственным только им, является, кроме того, активация предшественником, когда первый метаболит в многоступенчатом пути активирует фермент, катализирующий последнюю стадию. Так, доказано активирующее влияние глюкозо-6 - фосфата, являющегося предшественником гликогена, на фермент гликогенсинтазу. [13]
С помощью таких модификаций обычно неактивная форма фермента становится активной либо полностью активный фермент инактивируется. Например, гликогенсинтаза из клеток млекопитающих превращает глюкозу в гликоген. Она инактивируется после ковалентного присоединения фосфатной группы к боковой цепи одного из сериновых остатков и снова активируется при отщеплении фосфата. Поскольку присоединение и отщепление Рн происходит разными способами и катализируется двумя разными ферментами, процесс обратим не в химическом, а в функциональном смысле. [14]
При этом образуется а - ( 1 - 4) - связь между первым атомом углерода добавляемого остатка глюкозы и 4-гидроксильной группой остатка глюкозы цепи. Эта реакция катализируется ферментом гликогенсинтазой. Необходимо еще раз подчеркнуть, что реакция, катализируемая гликогенсинтазой, возможна только при условии, что полисахаридная цепь уже содержит более 4 остатков D-глю-козы. [15]
Страницы: 1 2