Гликогенолиз — это расщепление гликогена (n) до глюкозо-1-фосфата и гликогена (n-1). Гликогеновые ветви катаболизируются путем последовательного удаления мономеров глюкозы посредством фосфоролиза ферментом гликогенфосфорилазой . [1]
В мышцах гликогеноз начинается из-за связывания цАМФ с фосфорилаткиназой, преобразуя последнюю в активную форму, чтобы она могла преобразовать фосфорилазу b в фосфорилазу a , которая отвечает за катализ расщепления гликогена. [2]
Общая реакция расщепления гликогена до глюкозо-1-фосфата выглядит следующим образом: [1]
Здесь гликогенфосфорилаза расщепляет связь, соединяющую терминальный остаток глюкозы с ветвью гликогена, путем замены фосфорильной группы на связь α [1→4]. [1]
Глюкозо-1-фосфат преобразуется в глюкозо-6-фосфат (который часто заканчивается гликолизом ) с помощью фермента фосфоглюкомутазы . [1]
Остатки глюкозы фосфоролизуются из ветвей гликогена до четырех остатков перед глюкозой, которая разветвлена связью α[1→6]. Затем фермент разветвления гликогена переносит три из оставшихся четырех единиц глюкозы в конец другой ветви гликогена. Это обнажает точку разветвления α[1→6], которая гидролизуется α [1→6] глюкозидазой , удаляя последний остаток глюкозы ветви в виде молекулы глюкозы и устраняя ветвь. Это единственный случай, когда метаболит гликогена не является глюкозо-1-фосфатом. Глюкоза впоследствии фосфорилируется до глюкозо-6-фосфата гексокиназой . [ 1]
Гликогенолиз происходит в клетках мышечной и печеночной тканей в ответ на гормональные и нервные сигналы. В частности, гликогенолиз играет важную роль в реакции «бей или беги» и регуляции уровня глюкозы в крови.
В миоцитах (мышечных клетках) распад гликогена служит для обеспечения непосредственного источника глюкозо-6-фосфата для гликолиза , чтобы обеспечить энергию для сокращения мышц. Глюкозо-6-фосфат не может проходить через клеточную мембрану и поэтому используется исключительно миоцитами, которые его производят.
В гепатоцитах (клетках печени) основной целью расщепления гликогена является высвобождение глюкозы в кровоток для усвоения другими клетками. Фосфатная группа глюкозо-6-фосфата удаляется ферментом глюкозо-6-фосфатазой , который отсутствует в миоцитах, а свободная глюкоза покидает клетку через каналы диффузии, облегчаемые GLUT2 в клеточной мембране гепатоцита.
Гликогенолиз регулируется гормонально в ответ на уровень сахара в крови глюкагоном и инсулином и стимулируется адреналином во время реакции «бей или беги» . Инсулин сильно ингибирует гликогенолиз. [4]
В миоцитах деградация гликогена может также стимулироваться нервными сигналами; [5] гликогенолиз регулируется адреналином и кальцием, высвобождаемым саркоплазматическим ретикулумом . [3]
Глюкагон не влияет на мышечный гликогенолиз. [3]
Кальций связывается с кальмодулином , и комплекс активирует киназу фосфорилазы. [3]
Парентеральное ( внутривенное ) введение глюкагона является обычным медицинским вмешательством в диабетических чрезвычайных ситуациях, когда сахар нельзя принимать перорально. Его также можно вводить внутримышечно .
