Строение и обмен углеводов	192

РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ГЛИКОГЕНА

Метаболизм гликогена в печени регулируется несколькими гормонами, одни из которых активируют ферменты синтеза гликогена, а другие – ферменты распада гликогена.

Основные ферменты метаболизма гликогена активны либо в фосфорилированной, либо в дефосфорилированной форме. Присоединение фосфатов к ферменту производят протеинкиназы, источником фосфора является АТФ:

o фосфорилаза гликогена активируется после присоединения фосфатной группы, o синтаза гликогена после присоединения фосфата инактивируется.

Скорость фосфорилирования указанных ферментов повышается после воздействия на клетку адреналина, глюкагона и некоторых других гормонов. В результате адреналин и глюкагон вызывают гликогенолиз, активируя фосфорилазу гликогена.

Дефосфорилирование ферментов осуществляют протеинфосфатазы. Активатором протеинфосфатаз выступает инсулин. Вместе с этим, инсулин и глюкокортикоиды ускоряют синтез гликогена, увеличивая количество молекул гликогенсинтазы.

Для регуляции активности фосфорилазы и синтазы гликогена используется особый каскадный аденилатциклазный механизм.

АКТИВАЦИЯ ФОСФОРИЛАЗЫ ГЛИКОГЕНА

Скорость гликогенолиза лимитируется только скоростью работы фосфорилазы гликогена. Ее активность может изменяться тремя способами: ковалентная модификация, кальцийзависимая активация и аллостерическая активация с помощью АМФ.

Ковалентная модификация

При действии некоторых гормонов на клетку происходит активация фермента через аденилатциклазный механизм, который является так называемым каскадным регулированием. Последовательность событий в данном механизме включает:

1.Молекула гормона (адреналин, глюкагон) взаимодействует со своим рецептором;

2.Активный гормон-рецепторный комплекс воздействует на мембранный G-белок;

3.G-белок активирует фермент аденилатциклазу;

4.Аденилатциклаза превращает АТФ в циклический АМФ (цАМФ) – вторичный посредник (мессенджер);

5.цАМФ аллостерически активирует фермент протеинкиназу А;

6.Протеинкиназа А фосфорилирует различные внутриклеточные белки. Одним из этих белков является синтаза гликогена, ее активность угнетается, другим белком – киназа фосфорилазы, которая при фосфорилировании активируется;

www.biokhimija.ru	Тимин О.А. Лекции по биологической химии	193

7.Киназа фосфорилазы фосфорилирует фосфорилазу "b" гликогена, последняя в результате превращается в активную фосфорилазу "а";

8.Активная фосфорилаза "а" гликогена расщепляет α-1,4-гликозидные связи в гликогене с образованием глюкозо-1-фосфата.

Кроме гормонов, влияющих на активность аденилатциклазы через G-белки, существуют иные способы регуляции этого механизма. Например, после воздействия инсулина активируется фермент фосфодиэстераза, которая гидролизует цАМФ и, следовательно, снижает активность гликоген-фосфорилазы.

Кальций-зависимая активация

Активация ионами кальция заключается в активации киназы фосфорилазы не протеинкиназой, а ионами Ca2+ и кальмодулином. Этот путь работает при инициации кальцийфосфолипидного механизма (см "Гормоны"). Такой способ оправдывает себя, например, при мышечной нагрузке, если гормональные влияния через аденилатциклазу недостаточны, но в цитоплазму под влиянием нервных импульсов поступают ионы Ca2+.

Некоторые гормоны влияют на углеводный обмен также посредством кальцийфосфолипидного механизма.