Glikogen fosforilase

Glikogen fosforilase ialah sejenis enzim fosforilase (). Fosforilase glikogen memangkinkan langkah pengehad kadar dalam glikogenolisis pada haiwan, dengan membebaskan glukosa-1-fosfat daripada ikatan alfa-1,4-glikosidik terminal. Fosforilase ini juga dikaji sebagai protein model yang dikawal oleh kedua-dua pemfosforilan berbalik dan kesan alosterik.

Mekanisme 
Fosforilase glikogen memecah glikogen kepada subunit glukosa (lihat juga rajah di bawah):

(rantai glikogen α-1,4)n + Pi  ⇌ (rantai glikogen α-1,4)n-1 + α-D-glukosa-1-fosfat.

Glikogen ditinggalkan dengan satu molekul glukosa yang lebih sedikit, dan molekul glukosa bebas adalah dalam bentuk glukosa-1-fosfat. Untuk digunakan dalam metabolisme, ia mesti ditukar kepada glukosa-6-fosfat oleh enzim fosfoglukomutase.

Walaupun tindak balas boleh diterbalikkan secara in vitro, di dalam sel enzim hanya berfungsi ke arah hadapan seperti yang ditunjukkan di bawah kerana kepekatan fosfat tak organik jauh lebih tinggi daripada glukosa-1-fosfat.

Glikogen fosforilase boleh bertindak hanya pada rantaian linear glikogen (ikatan α-1-4 glikosidik). Kerjanya akan terhenti serta-merta di kedudukan sisa keempat dari cabang α-1-6 glikogen. Dalam situasi ini, enzim penyahcabangan diperlukan, yang akan meluruskan rantai di kawasan itu. Di samping itu, enzim transferase mengalihkan blok 3 sisa glukosil dari cabang luaran ke hujung lain, dan kemudian, enzim α-1-6 glukosidase diperlukan untuk memecahkan baki (glukosa tunggal) α-1-6 kekal ke dalam rantai linear. Selepas semua ini dilakukan, glikogen fosforilase boleh diteruskan. Enzim ini khusus bagi rantai α-1-4 kerana molekulnya mengandungi celah sepanjang 30 angstrom dengan jejari yang sama dengan heliks yang dibentuk oleh rantai glikogen; ini menampung 4-5 sisa glukosil, tetapi terlalu sempit bagi kawasan cabang. Celah ini menghubungkan tapak penyimpanan glikogen ke tapak pemangkin yang aktif.

Struktur 
Monomer glikogen fosforilase ialah protein besar, terdiri daripada 842 asid amino dengan jisim 97.434 kDa dalam sel otot. Walaupun enzim boleh wujud sebagai monomer atau tetramer tidak aktif, ia aktif secara biologi sebagai dimer dua subunit yang sama.

Pengawalaturan 
Fosforilase glikogen dikawal melalui kawalan alosterik dan melalui fosforilasi . Fosforilase a dan fosforilase b masing-masing wujud dalam dua bentuk keadaan T (tegang) yang tidak aktif dan R (relaks). Fosforilase b biasanya dalam keadaan T, tidak aktif kerana kehadiran fisiologi ATP dan glukosa 6-fosfat, dan fosforilase a biasanya dalam keadaan R (aktif). Isoenzim glikogen fosforilase wujud dalam hati yang sensitif terhadap kepekatan glukosa, kerana hati bertindak sebagai pengeksport glukosa. Pada dasarnya, fosforilase hati adalah responsif kepada glukosa, yang menyebabkan peralihan yang sangat responsif dari bentuk R ke T, menyahaktifkannya; tambahan pula, fosforilase hati tidak sensitif kepada AMP.

Hormon seperti epinefrina, insulin dan glukagon mengawal selia glikogen fosforilase menggunakan sistem penguatan pengutus kedua yang dikaitkan dengan protein G. Glukagon mengaktifkan adenilat siklase melalui reseptor bergandingan protein G yang digabungkan dengan Gs, dan seterusnya mengaktifkan adenilat siklase untuk meningkatkan kepekatan intrasel cAMP. cAMP mengikat dan mengaktifkan protein kinase A (PKA). PKA memfosforilasi fosforilase kinase, yang seterusnya memfosforilasi glikogen fosforilase b pada Ser14, menukarkannya kepada glikogen fosforilase a aktif.

Lihat juga 

 Glikogenolisis

Rujukan 

EC 2.4.1