Введение
Класс ферментов, включает все типы гликогено- / крахмалистых синтеза Гликогеносинтаза (UDP глюкозо- гликоген- глюкозильтрансфераза) является ключевым ферментом в гликогенезе, превращении глюкозы в гликоген. Это гликозильтрансфераза, которая катализирует реакцию UDP глюкозы и (1,4 α D глюкозил) n для получения UDP и (1,4 α D глюкозил) n+1.
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.
Структура
Много исследований было проведено на разложение гликогена путем изучения структуры и функции гликогенфосфорилазы, ключевого регуляторного фермента гликогена разложения. С другой стороны, намного меньше известно о структуре гликоген-синтазы, ключевого регуляторного фермента синтеза гликогена. Однако кристаллическая структура гликоген-синтазы из Agrobacterium tumefaciens была определена с разрешением 2,3 А. В асимметричной форме гликогенсинтаза встречается в виде димера, мономеры которого состоят из двух доменов складки Россмана. Это структурное свойство, среди прочего, разделяется с родственными ферментами, такими как гликогенфосфорилаза и другие гликозильтрансферазы из суперсемейства GT B. Тем не менее, более недавняя характеристика кристаллической структуры гликоген-синтазы Saccharomyces cerevisiae ( дрожжей) показывает, что димеры могут фактически взаимодействовать, образуя тетрамер. В частности, взаимодействие между подединицами опосредовывается парой спиралей α15/16, образуя аллостерические участки между подединицами в одной комбинации димеров и активные участки между подединицами в другой комбинации димеров. Поскольку структура эукариотической гликогенсинтазы высоко консервативна среди видов, гликогенсинтаза, вероятно, также образует тетрамер у людей. Гликогенсинтазы можно классифицировать в два общих семейства белков. Первое семейство (GT3), которое происходит от млекопитающих и дрожжей, составляет примерно 80 кДа, использует UDP глюкозу в качестве донора сахара и регулируется путем фосфорилирования и связывания лигандов. Второе семейство (GT5), которое состоит из бактерий и растений, составляет примерно 50 кДН, использует глюкозу ADP в качестве донора сахара и не регулируется.
Механизм
Хотя каталитические механизмы, используемые гликоген-синтазой, не хорошо известны, структурные сходства с гликоген-фосфорилизой на каталитическом и субстратном месте связывания позволяют предположить, что механизм синтеза аналогичен в гликоген-синтазе и гликоген-фосфорилизе. и переэкпрессия фосфатазы привели к избыточному уровню хранения гликогена. Это говорит о том, что гликогенсинтаза играет важную биологическую роль в регуляции уровня гликогена/глюкозы и активируется путем дефосфорилирования.
Клиническое значение
Мутации в гене GYS1 связаны с заболеванием хранения гликогена типа 0. У людей нарушения жесткого контроля за потреблением и использованием глюкозы также связаны с диабетом и гипергликемией. У пациентов с диабетом 2 типа обычно наблюдаются низкие уровни хранения гликогена из-за нарушений стимулируемого инсулином синтеза гликогена и подавления гликогенолиза. Инсулин стимулирует гликоген- синтеза путем ингибирования гликоген- синтеза- киназ и/ или активации белковой фосфатазы 1 (PP1), среди прочих механизмов.