58Глава 3 Обмен гликогена

4.IRS-белки запускают внутриклеточные сигнальные системы (PI3K, MAPK, Akt), приводящие к активации протеинкиназ. Одной из них яв-

ляется протеинкиназа B (AKT-белок).

5.AKT фосфорилирует киназу гликогенсинтазы1, вызывая её инактивацию.

6.Неактивная киназа гликогенсинтазы перестаёт поддерживать гликогенсинтазу — фермент, отвечающий за синтез гликогена — в фосфорилированном (неактивном) состоянии.

7.Одновременно с AKT активируется фермент протеинфосфатаза 1.

8.Протеинфосфатаза 1 дефосфорилирует гликогенсинтазу и переводит её в активную a-форму. Кроме того, она дефосфорилирует гликоген-

фосфорилазу и киназу гликогенфосфорилазы, что приводит к их выключению — инактивации.

9.Гликогенсинтаза начинает синтезировать гликоген.

Регуляция синтеза и распада гликогена осуществляется реципрокно. В определенный момент времени активен лишь один процесс — синтез или распад. Это позволяет своевременно реагировать на потребность организма в глюкозе и избегать лишних энергозатрат (одновременное протекание обоих процессов привело бы к излишней трате энергии).

Ca2+-зависимая регуляция обмена гликогена

Передача нервного импульса к мышечной ткани вызывает выход ионов Ca2+ из саркоплазматического ретикулума (мышечный ЭПР) в цитозоль клеток. В печени этот процесс стимулируется связыванием адреналина с α1-адренергическими рецепторами. Ионы Ca2+, попав в цитозоль, связываются с белком кальмодулином. Связывание 4 ионов Ca2+ с ним приводит к изменению его конформации и образованию активного комплекса: Ca2+-кальмодулин. В норме кальмодулин уже связан с киназой гликогенфосфорилазы (фермент, фосфорилирующий и активирующий гликогенфосфорилазу). Активный комплекс Ca2+-кальмодулин активирует киназу гликогенфосфорилазы, находящуюся в неактивной b-форме (а-форма не нуждается в такой активации).

Мышцы. Во время интенсивной работы у мышц возникает острая потребность в АТФ. Образование молекул АТФ происходит в ходе гликолиза, где субстратом служит глюкозо-6-фосфат. Внутриклеточный пул глюкозо-6-фосфата пополняется путём расщепления молекул гликогена гликогенфосфорилазой и деветвящим ферментом. Нервные импульсы вызывают деполяризацию мембран клеток, что приводит к выходу Ca2+ из саркоплазматического ретикулума в саркоплазму миоцитов. Ca2+ связывается с кальмодулином, и их комплекс активирует киназу гликогенфосфорилазы (b-форма). Киназа фосфорилирует гликогенфосфорилазу и начинается расщепление молекул гликогена.

1Киназа гликогенсинтазы (GSK3β) — регуляторный фермент, фосфорилирующий гликогенсинтазу (и, тем самым, ингибирующий её).