Кіріспе
Энзимдер класы, гликоген/шашалы синтезалардың барлық түрлерін қамтиды Гликоген синтезасы (UDP глюкоз глюкоген глюкозилтрансферазасы) гликогенездегі негізгі фермент, глюкозаны гликогенге айналдырады. Бұл UDP глюкозасы мен (1,4 α D глюкозил) n реакциясын UDP және (1,4 α D глюкозил) n+1 алу үшін катализациялайтын гликозилтрансфераза.
Glycogen synthase (UDP glucose glycogen glucosyltransferase) is a key enzyme in glycogenesis, the conversion of glucose into glycogen. It is a glycosyltransferase that catalyses the reaction of UDP glucose and (1,4 α D glucosyl)n to yield UDP and (1,4 α D glucosyl)n+1.
Құрылымы
Гликогеннің ыдырауының негізгі реттеуші ферменті гликоген фосфорилазаның құрылымы мен қызметін зерттеу арқылы гликогеннің ыдырауы туралы көптеген зерттеулер жүргізілді. Ал гликоген синтезінің негізгі реттеуші ферменті гликоген синтезінің құрылымы туралы біліміміз аз. Алайда Agrobacterium tumefaciens- тегі гликоген синтезасының кристалдық құрылымы 2,3 А ажыратылымдықпен анықталды. Гликоген синтезасының асимметриялық түрінде мономерлері екі Россманн қат domain-інен тұратын димер түрінде кездеседі. Бұл құрылымдық қасиет, басқалармен қатар, туысқан ферменттермен бөлінеді, мысалы, гликоген фосфорилилазы және GT B суперотбасының басқа гликозильтрансферазалары. Дегенмен, Saccharomyces cerevisiae (ашытқы) гликоген синтезасының кристалл құрылымының жақындағы сипаттамалары димерлер шын мәнінде тетрамерді қалыптастыру үшін өзара әрекеттесуі мүмкін екенін көрсетеді. Атап айтқанда, суббұрыш аралық өзара әрекеттесулер α15/16 спираль жұптары арқылы жүзеге асады, олар димерлердің бір комбинациясындағы суббұрыштардың арасында аллостериялық сайттар және димерлердің екінші комбинациясындағы суббұрыштардың арасында белсенді сайттар құрайды. Эукариоттық гликоген синтезасының құрылымы түрлер арасында өте сақталғандықтан, гликоген синтезасы адамдарда да тетрамерді құрайды. Гликоген синтезасын екі жалпы ақуыздық топқа жіктеуге болады. Бірінші отбасы (GT3) сүтқоректілер мен ашытқылардан алынған, шамамен 80 кДА, UDP глюкозасын қант доноры ретінде пайдаланады және фосфорилдану және лигандты байлау арқылы реттеледі. Екінші отбасы (GT5), бактериялар мен өсімдіктерден, шамамен 50 кДК, қант доноры ретінде АДФ глюкозасын пайдаланады және реттелмейді.
Механизм
Гликоген синтезасының каталитикалық механизмі толық анықталмаған, бірақ каталитикалық және субстратты байлау орнындағы гликоген фосфорилазасына ұқсас құрылымдар гликоген синтезасы мен гликоген фосфорилазасының синтездеу механизмі ұқсас екенін көрсетеді. және фосфатазаның артық экспрессиялары гликогеннің артық сақталуын тудырды. Бұл гликоген синтезасының гликоген / глюкоза деңгейін реттеуде маңызды биологиялық рөл атқаратынын және дефосфорилирлеу арқылы белсендірілетінін көрсетеді.
Клиникалық маңызы
GYS1 геніндегі мутациялар 0 типті гликогенді сақтау ауруымен байланысты. Адамда глюкозаның қабылдануы мен пайдаланылуын қатаң бақылаудағы ақаулар диабет пен гипергликемиямен байланысты. 2 типті диабетпен ауыратын науқастарда инсулинді стимуляциялаған гликоген синтезінің бұзылуы және гликогенолиздің тежелуі салдарынан гликогеннің төменгі сақталу деңгейі байқалады. Инсулин гликоген синтезасын гликоген синтезасы киназаларын тежеу және/ немесе басқа да механизмдер арқылы протеин фосфатазасын 1 (PP1) белсендіре отырып, стимуляциялайды.