Enzim razgradnje glikogenskih grana

[mini|300px|Prikaz procesa [glikogenoliza|glikogenolize]]
**Enzim razlaganjs glikogenskih grana** ili **Enzim kresanja grana**  je molekula  koja pomaže olakšavanju razgradnje glikogena, koji služi kao skladište glukoze u tijelu, aktivnošću glukoziltransferaza i glukozidaza. Zajedno sa fosforilazama, ovi  enzimi mobiliziraju rezerve   glukoze iz glikogenskih naslaga  u mišićima i jetri. Ovo predstavlja glavni izvor energetskih  rezervi u većini organizama.  Razgradnja glikogena  u tijelu  je visoko regulirana, posebno u jetri, putem  raznih hormona, uključujući insulin i glukagon, da bi se održao homeostatski balans razine  glukoze u krvi. Kada je razgradnja  glikogena  ugrožena mutacijama  u sintezi ovog  enzima,  javljaju se metaboličke  bolesti,  kao što je bolest  bolest glikogenske pothranjenosi tipa III.

Kod sisara, kvasca i  nekih  bakterija, glukoziltransferaza i glukozidaza  se priređuju jednim  enzimom,  dok  u *E. coli* i drugih bakterija, to čine dva različita enzima, što  komplicira nomenklaturu. Proteini koji kataliziraju obje funkcije se nazivaju glikogen  enzimi  za rszlaganje glikogenskih grana ili enzimi kresanja glikogenskih grana (GDE). Kada se glukoziltransferaza i glukozidaza kataliziraju različitim enzimima, "glikogena za skidanje grana" obično se odnosi na glukozidazni  enzim. U nekim izvorima, enzim koji je sposoban samo za  glukozidaze se naziva "kresajući enzim ".

[[Datoteka:Glycogen phosphorylase stereo.png|mini|600px|
:[[Glikogen| → (1→4)-α-D-glukozil]|*n+1*]]+&nbsp; fosfat &nbsp;=&nbsp; α-D-glucoza-1-fosfat &nbsp;+&nbsp; Glikogen → [(1→4)-α-D-glukozil]|*n*}}]].

## Struktura i aktivnost
### Dva enzima 
U * Escherichia coli* i drugih bakterija, glukoziltransferaza i glukozidaza djeluju putem dva različita enzima. U * E. coli *,  transfer glukoze  obavlja 4-alfa-glukanotransferaza,  protein od 78,5 kDa,koji je  kodiran  genom  malQ. Drugi protein, zvani enzim za otklanjane grana, razlaganje  obavlja  alfa-1 , 6-glukoza. Ovaj enzim ima molekulsku masu od 73,6 kDa, a kodiran  genom  glgX. Aktivnost  ova dva enzima ne odvija se  uvijek nužno zajedno. U * E. coli * glgX selektivno katalizira razlaganje  4-podjedinične grane, bez akcije glukanotransferaze. Proizvod ovog razlaganja, maltotetraoza, dodatno degradira maltodekstrin fosforilaza.

Gen GlgX *E. coli*  je strukturno sličan proteinu izoamilazi. Monomerni protein sadrži centraln domen u kojem je osam paralelnih beta-lanaca okružeo sa  osam paralelnih alfa niti. Unutar ove strukture  je rascjep dužine 26 angstrema, a širok 9 angstrema, koji sadrži aromatske ostatke za koje se smatra da,   prije razlaganja, stabiliziraju četveroglukozne  grana.

Datoteka:Hypothesized substraight binding location.png

Može se uočiti da kada je glukoza u  aktivnom mjesatu  'A', 'B', 'C' i '0, hidrolizira se najbrže. Ovo ukazuje da je ovaj region veza  lanca glikogena najjači na aktivnom mjestu, jer jača interakcija između enzima i supstrata dovodi do brže hidrolize.
Unatoč  ovom napretku, kompletna strukturu GDE u eukariota tek treba da se utvrdi. Enzimi koji razlažu glikogen u archaea *Sulfolobus solfataricus* je bolje okarakterizran od onih kod eukariota. GDE u * S. solfataricus * je poznat kao Trex. Iako, kao i sisarski GDE, Trex ima i amilozidazne i glukanotransferazne funkcije, Trex je strukturno sličan glgX i ima  masu od  80 kD i jedno  aktivno mjesto. Za razliku od glgX ili AGL, međutim, Trex u otopini postoji kao dimer i tetramer. Izgleda da oligomerni oblik Trex-a ima značajnu ulogu u izmjeni  i  oblik i funkcije enzima. Smatra se da  dimerizacija stabilizira "fleksibilne petlje" koje se nalaze u neposrednoj blizini aktivnog mjesta. To može biti ključ za objašnjenje zašto TREX (i ne glgX) ispoljava  glukoziltransferaznu aktivnost. Kao tetramera, katalitske efikasnosti TREX su povećana četiri puta,  u odnosu na svoj dimerni oblik.

## Klinički značaj
Kada je ugrožena  aktivnost GDE, tijelo ne može efikasno otpuštati uskladišteni  glikogen, pa se jvlja tip III bolesti skladištenja glikogena (zbog nedostatka enzima), što je autosomno recesivni poremećaj. Razgradnja GSD III glikogen je nepotpuna i ne postoji akumulacija abnormalnog glikogena sa kratkim vanjskim granama.

Većina pacijenata pokazuju nedostatak GDE  iu  jetri i mišićima (tp IIIa), iako 15% pacijenata sadrži  GDE u mišićima, a koji je odsutan iz jetri (Tip IIIb). Ovisno o  mjestu mutacije, različite mutacije u AGL genu mogu uticati na različite izoforme ekspresije gena. Naprimjer, mutacije koje se javljaju na egzonu 3, utiču na oblik koji djeluje na izoforme koje su je prvenstveno izražene u jetri; to dovodi do pojave GSD tip III.

Ove različite manifestacije proizvode raznovrsne simptome, koji mogu biti gotovo isti kao kod tipa I GSD, uključujući i hepatomegaliju, hipoglikemiju kod djece, nizak rast, miopatije i kardiopatije.

Pacijenti sa  tipom IIIa često imaju simptome koji se odnose na bolesti jetre i progresiju u mišićnima, sa varijacijama koji su uvjetovani godinom početka, stopom progresije i ozbiljnosti bolesti. Pacijenti s Tip IIIb obično simptome koji se odnose na bolest jetre. Pacijenti sa tipom III se razlikuju po povišenim  enzimom jetre, sa normalnim razinam mokraćne kiseline i laktata u krvi, za razliku od drugih oblika GSD. U  pacijenata sa uključenošću  mišića, tip IIIa, mišićn slabost postaje dominantna u odrasloj dobi i može dovesti do hipertrofije srčanih komora  i distalnih mišića.

## Reference 
## Vanjski  linovi
*GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Glycogen Storage Disease Type III
* OMIM entries on Glycogen Storage Disease Type III
*reactome.org: *Debranching enzyme transfers 3-glucose blocks from branches in limit dextrin*
*reactome.org: *(1,6)-alpha-glucose residues are removed, as D-glucose, from limit dextrin by debranching enzyme*
* 

Kategorija:EC 2.4.1
Kategorija:EC 3.2.1
Kategorija:Geni na hromosomu 1