Способы активации фосфорилазы гликогена

Скорость гликогенолиза лимитируется только скоростью работы фосфорилазы гликогена. Ее активность может изменяться тремя способами:

• ковалентная модификация,

• кальций-зависимая активация,

• аллостерическая активация с помощью АМФ.

Ковалентная модификация фосфорилазы

При действии некоторых гормонов на клетку происходит активация фермента через аденилатциклазный механизм, который является так называемым каскадным регулированием.

Кальций-зависимая активация

Некоторые гормоны влияют на углеводный обмен посредством кальций-фосфолипидного механизма. Активация ионами кальция заключается в активации киназы фосфорилазы не протеинкиназой, а ионами Ca²⁺ и кальмодулином. Этот путь работает при инициации кальций-фосфолипидного механизма. Такой способ оправдывает себя, например, при мышечной нагрузке, если гормональные влияния через аденилатциклазу недостаточны, но в цитоплазму под влиянием нервных импульсов поступают ионы Ca²⁺.

Суммарная схема способов активации фосфорилазы

Аллостерическая (метаболическая) активация

Также существует активация гликогенолиза с помощью АМФ – такая аллостерическая активация происходит благодаря присоединению АМФ к молекуле фосфорилазы "b". 

Молекулы АМФ, стимулирующие гликогенолиз, образуются в реакции фермента аденилаткиназы, активируемой при снижении количества АТФ и накоплении АДФ. Особенно ярко значение такой регуляции проявляется при интенсивной мышечной работе:

АДФ + АДФ ↔ АТФ + АМФ

24. Гликолиз. Химические реакции и ферменты.

Гликолиз - метаболический путь окисления глюкозы. Он протекает в цитозоле клетки по одному из двух сценариев:

Аэробный гликолиз происходит в присутствии кислорода и включает 10 реакций.

Продукты — 2 молекулы пирувата, 4 АТФ и 2 NADH. Затраты — 2 молекулы АТФ.

Анаэробный гликолиз протекает в отсутствии кислорода и помимо 10 основных реакций включает ещё одну — восстановление пирувата в лактат (молочную кислоту). Общее количество реакций — 11. Продукты — 2 молекулы лактата, 4 АТФ. Затраты — 2 молекулы АТФ.

Из всех реакций гликолиза термодинамически необратимыми являются 1-я, 3-

яи 10-я. Все остальные реакции обратимы.

Реакция 1

Глюкоза + АТФ = Глюкозо-6-фосфат + АДФ + H+

Субстрат: глюкоза	Продукт: глюкозо-6-фосфат
Фермент: гексокиназа и глюкокиназа	Кофактор: Mg2+

Реакция 2

Глюкозо-6-фосфат = Фруктозо-6-фосфат

Субстрат: глюкозо-6-фосфат	Продукт: фруктозо-6-фосфат
Фермент: фосфоглюкоизомераза	Кофактор: нет

Реакция 3

Фруктозо-6-фосфат = Фруктозо-1,6-бисфосфат

Субстрат: фруктозо-6-фосфат	Продукт: фруктозо-1,6-бисфосфат
Фермент: фосфофруктокиназа	Кофактор: Mg2+
Аллостерически активируется:	Аллостерически ингибируется:
АМФ, фруктозо-2,6-бисфосфат	АТФ, цитрат
Гормональная регуляция связана с аллостерической и осуществляется через би-
функциональный фермент (БИФ) и фруктозу-2,6-бисфосфат (его продукт) 1.
Ключевые гормоны: инсулин, глюкагон, адреналин.