Гликогенсинтаза
Cтраница 2
 |
Схема регуляции фосфоролизл гликогени. [16] |
Однако направление работы двух конечных регуляторных элементов - киназы и-фосфатазы - в этом случае диаметрально противоположное. Активной формой гликогенсинтазы является ее дефосфорилированная форма. Поэтому в отсутствие каталитически активной протеинкиназы при прочих благоприятных условиях функционирует гликогенсинтаза и в клетках идет синтез гликогена. Наоборот, фосфорилированная форма гликогенсинтазы ферментативно неактивна, поэтому в период действия сигнала, включающего аденилатциклазу и таким путем активирующего протеинкиназу, гликогенсинтаза фосфорилируется и становится неактивной, т.е. синтез гликогена прекращается. Аналогично тому, как это было уже рассмотрено на примере пары фосфофруктокиназа - фруктозо-дифосфатаза, такая система регуляции практически исключает одновременную работу двух противоположно действующих систем - синтеза и фосфоролиза гликогена. [17]
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. [18]
Инсулин стимулирует гликолиз, повышая активность ключевых ферментов: глюкокиназы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы. В печени он снижает активность глюкозо-6 - фос-фатазы. Эти процессы и стимуляция трансмембранного транспорта глюкозы обеспечивают поток глюкозы из крови в клетки. Инсулин стимулирует синтез гликогена за счет активации гликогенсинтазы ( дефосфорилирование фермента в форму / - активную); этот процесс сопряжен с активацией фосфодиэстеразы и уменьшением внутриклеточной концентрации цАМФ, а также активацией фосфа-тазы гликогенсинтетазы. Действие инсулина на транспорт глюкозы, гликолиз, гликогеногенез продолжается секунды-минуты и включает фосфорилирование-дефосфорилирование ферментов. [19]
 |
Схема регуляции фосфоролизл гликогени. [20] |
Однако направление работы двух конечных регуляторных элементов - киназы и-фосфатазы - в этом случае диаметрально противоположное. Активной формой гликогенсинтазы является ее дефосфорилированная форма. Поэтому в отсутствие каталитически активной протеинкиназы при прочих благоприятных условиях функционирует гликогенсинтаза и в клетках идет синтез гликогена. Наоборот, фосфорилированная форма гликогенсинтазы ферментативно неактивна, поэтому в период действия сигнала, включающего аденилатциклазу и таким путем активирующего протеинкиназу, гликогенсинтаза фосфорилируется и становится неактивной, т.е. синтез гликогена прекращается. Аналогично тому, как это было уже рассмотрено на примере пары фосфофруктокиназа - фруктозо-дифосфатаза, такая система регуляции практически исключает одновременную работу двух противоположно действующих систем - синтеза и фосфоролиза гликогена. [21]
 |
Ферменты, активируемые маргаицем. [22] |
В процессах глкжонеогене-за принимают участие пируваткарбоксилаза, катализирующая превращение пирувата в щавелевоуксусную кислоту, а также фосфоенолпируват-варбо кси киназа. У сытых животных в первом из названных ферментов марганец может быть заменен маг - нием и катализируемый им этап глюконеогенеза при дефиците марганца затрагивается, по-видимому, в меньшей степени. Второй фермент из цитозоля печени крыс активируется ионами железа кобальта, кадмия и марганца, но в очищенном виде этот фермент активируется только марганцем. Активность ФЭП-карбок-сикиназы повышается при наличии в инкубационной среде сульфат-аниона [ Bentle L. A., Lardy H. Аналогичный синергизм наблюдается и в действии марганца и сульфат-аниона на глюкозо-6 - фосфатзависимую гликогенсинтазу плаценты человека. [23]
Гормоны глюкагон ( в печени) и адреналин стимулируют аденилатциклазу. В результате в цитозоле увеличивается концентрация цАМФ; цАМФ активирует протеинки-назу. Протеинкиназа фосфорилирует за счет АТФ белки-ферменты, в частности второй фермент из класса протеинкиназ - киназу фос-форилазы. Киназа фосфорилазы из неактивной дефосфорилирован-ной формы переходит в активную фосфорилированную. Активная киназа фосфорилазы за счет АТФ переводит фосфорилазу Ь ( неактивная) в фосфорилазу а, которая катализирует фосфоролитическое расщепление гликогена. Параллельно Протеинкиназа фосфорилирует гликогенсинтазу I, переводя ее в неактивную гликогенсинтазу D, т.е. тормозится синтез гликогена. Каскадный механизм позволяет 1 молекуле гормона привести к образованию 107 - 108 молекул глюкозы. [24]
Гормоны глюкагон ( в печени) и адреналин стимулируют аденилатциклазу. В результате в цитозоле увеличивается концентрация цАМФ; цАМФ активирует протеинки-назу. Протеинкиназа фосфорилирует за счет АТФ белки-ферменты, в частности второй фермент из класса протеинкиназ - киназу фос-форилазы. Киназа фосфорилазы из неактивной дефосфорилирован-ной формы переходит в активную фосфорилированную. Активная киназа фосфорилазы за счет АТФ переводит фосфорилазу Ь ( неактивная) в фосфорилазу а, которая катализирует фосфоролитическое расщепление гликогена. Параллельно Протеинкиназа фосфорилирует гликогенсинтазу I, переводя ее в неактивную гликогенсинтазу D, т.е. тормозится синтез гликогена. Каскадный механизм позволяет 1 молекуле гормона привести к образованию 107 - 108 молекул глюкозы. [25]
Катализируется эта реакция ферментом киназой фосфорилазы Ь, который также существует как в активной, так и неактивной формах. Важная роль в активации киназы фосфорилазы принадлежит также Са2 - кальмодулину - белку, участвующему в регуляции активности многих киназ ( гл. Активация протеинкиназы при участии цАМФ, который, в свою очередь, образуется из АТФ в реакции катализируемой аденилатцикла-зой, стимулируется гормонами адреналином и глюкагоном. Увеличение содержания этих гормонов приводит в результате каскадной цепи реакций к превращению фосфорилазы Ъ в фосфорилазу а и, следовательно, к освобождению глюкозы в виде глюкозо-1 - фосфата из запасного полисахарида гликогена. Обратное превращение фосфорилазы а в фосфорилазу Ъ катализируется ферментом протеинфосфатазой. На рис. 18.6 приведен каскадный механизм мобилизации гликогена. Активация первого фрагмента каскада - аденилатцик-лазы - в конечном счете активирует распад гликогена и одновременно инги-бирует фермент его синтеза - гликогенсинтазу ( гл. [26]
Страницы: 1 2