Glicóxeno sintase

A **glicóxeno sintase** (ou **UDP-glicosa-glicóxeno glicosiltransferase**) é un encima que cataliza a unión de unidades de glicosa a unha cadea de glicóxeno en crecemento. O encima toma curtos polímeros de glicosa e convérteos en polímeros longos engadindo unha a unha unidades de glicosa que chegan en forma de UDP-glicosa (en humanos).

É un encima glicosiltransferase (EC 2.4.1.11) que cataliza a reacción: \mathrm{UDPG+\,Glic\acute{o}xeno_{(n\,residuos)}\Longleftrightarrow UDP\,+\,H^{+}+Glic\acute{o}xeno_{(n+1\,residuos)}}

O ΔG0 ' da reacción é de 13,4kJmol−1. O encima establece enlaces glicosídicos α-1,4 no extremo redutor das cadeas en crecemento de glicóxeno ramificado. Tamén corta o enlace éster entre a posición C1 da glicosa e o pirofosfato da UDP-glicosa. A glicóxeno sintetase non cataliza a formación dos puntos de ramificación do glicóxeno (con enlace glicosídico α-1,6), do cal se encarga o encima ramificador do glicóxeno, que é unha glicosil transferase especial, pero unha vez que este encima fai o inicio dunha nova rama, a glicóxeno sintase pode agrandar esa rama.

O encima converte o exceso de residuos de glicosa nunha cadea polimérica de glicóxeno para o seu almacenamento. A súa presenza é máxima 30-60 minutos  despois do exercicio intenso para recuperar as reservas de glicóxeno gastadas. É un encima chave na glicoxenoxénese.

## Estrutura 
Aínda que se fixeron moitos estudos sobre o encima que degrada o glicóxeno, a glicóxeno fosforilase  téñense feito moitos menos sobre o encima que o sintetiza, a glicóxeno sintase. Porén, a estrutura cristalina da glicóxeno sintase de *Agrobacterium tumefaciens*, foi determinada a unha resolución de 2,3 Å. Na súa forma asimétrica, a glicóxeno sintase atópase en forma de dímero, con monómeros compostos por dous dominios con pregamento rossman. Esta propiedade estrutural, entre outras, é compartida con encimas relacionados, como a glicóxeno fosforilase e outras glicosiltransferases da superfamilia GT-B.

Os encimas do tipo da glicóxeno sintases poden clasificarse en dúas grandes familias proteicas segundo a especie de que procedan. A primeira familia (GT3), que é propia de mamíferos e lévedos, ten un peso de aproximadamente 80 kDa, utiliza a UDP-glicosa como doante de azucre, e é regulada por fosforilación e unión de ligandos. A segunda familia (GT5), que é propia de bacterias e plantas, é de aproximadamente 50 kDA, e utiliza a ADP-glicosa como doante de azucre, e non está regulada ; nas bacterias produce glicóxeno e amidón (chámase glicóxeno (amidón) sintase ou amidón sintase EC 2.4.1.21) e nas plantas amidón (amidón sintase).

## Mecanismo 
Aínda non se coñecen ben os mecanismos catalíticos utilizados pola glicóxeno sintase. As similitudes estruturais coa glicóxeno fosforilase nos sitios catalítico e de unión ao substrato suxiren que o mecanismo de síntese é similar en ambos os encimas. e a sobreexpresión da fosfatase  orixinaban uns niveis excesivos de almacenamento de glicóxeno.

## Isoencimas 
Nos humanos hai dous isoencimas parálogos da glicóxeno sintase:

O isoencima hepático só se expresa no fígado, pero o isoencima muscular está amplamente distribuído. O glicóxeno do fígado serve como un reservorio para manter os niveis de glicosa sanguíneos durante o xaxún, mentres que para a síntese de glicóxeno muscular utilízase ata o 90% da glicosa inxerida, e funciona como unha reserva que proporciona enerxía durante a actividade intensa.

## Regulación 
A actividade deste encima está moi regulada por efectores alostéricos como a glicosa 6-fosfato, por reaccións de fosforilación, e desencadeada indirectamente pola hormona insulina, que segrega o páncreas. A fosforilación da glicóxeno sintase fai decrecer a súa actividade.

O control da glicóxeno sintase é un paso chave na regulación do metabolismo do glicóxeno e o almacenamento da glicosa. A glicóxeno sintase está regulada indirectamente pola glicóxeno sintase quinase 3 (GSK-3), a proteína quinase activada por AMP (AMPK) e a proteína quinase A (PKA). Cada unha destas proteína quinases fan que a glicóxeno sintase se fosforile e quede inactiva cataliticamente. Os sitios de fosforilación da glicóxeno sintase son os que se resumen abaixo: 

Estas quinases reguladoras inactivan a glicóxeno sintase fosforilándoa no residuo 25 N-terminal e no 120 C-terminal. A proteína fosfatase 1 (PP1) é dirixida ao gránulo de glicóxeno por catro subunidades seguintes: GM, GL, PTG e R6. Estes encimas reguladores están regulados polas vías de sinalización da insulina e o glicagón.

## Patoloxía 
As mutacións no xene *GYS2* están asociadas coa enfermidade de almacenamento de glicóxeno de tipo 0. Nos humanos, os defectos no control estrito da captación e consumo de glicosa están tamén asociados coa diabetes e hiperglicemia. Os pacientes con diabetes tipo 2 normalmente mostran baixos niveis de almacenamento de glicóxeno debido a impedimentos na síntese de glicóxeno estimulado pola insulina e a supresión da glicoxenólise. A insulina estimula a glicóxeno sintase inhibindo as glicóxeno sintase qiinases ou/e activando a proteína fosfatase 1 (PP1) entre outros mecanismos. como parte do programa Consorcio dos Ratos Knockout Internacional, un proxecto para utilizar a mutaxénese de alto rendemento para xerar e distribuír animais modelo de doenzas aos científicos interesados. Os animais machos e femias foron sometidos a un exame fenotípico estandarizado para determinar os efectos das delecións. Realizáronse 26 probas e atopáronse dous fenotipos interesantes. Ratos macho adultos mutantes homocigóticos mostraban unha tolerancia á glicosa alterada, e as femias presentaban unha diminución significativa da glicosa circulante determinada na química clínica (despregar cadro).

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* Glicoquinase

### Ligazóns externas 
*