Fosforilasi

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fosforilasi
Modello tridimensionale dell'enzima
La glicogeno fosforilasi in forma attiva (destra) ed inattiva (sinistra)
Numero EC 2.4.1.1
Classe Transferasi
Nome sistematico
1,4-α-D-glucano:fosfato α-D-glicosiltransferasi
Altri nomi
fosforilasi a e b del muscolo; amilofosforilasi; polifosforilasi; amilopectina fosforilasi; α-glucano fosforilasi; glicogeno fosforilasi; granulosio fosforilasi; miofosforilasi; fosforilasi della patata
Banche dati BRENDA, EXPASY, GTD, KEGG, PDB
Fonte: IUBMB

La fosforilasi, (o glicogeno fosforilasi) è un enzima, appartenente alla classe delle transferasi, di fondamentale importanza che interviene nella demolizione del glicogeno. Infatti, agisce distaccando una molecola di glucosio dall'estremità non riducente della catena di glicogeno. Questo meccanismo biochimico, si verifica nel momento in cui è necessaria la presenza di glucosio nel sangue (cioè quando è bassa la glicemia). Reazione catalizzata:

(1,4-α-D-glicosil)n + fosfato = (1,4-α-D-glicosil)n-1 + α-D-glucosio 1-fosfato

Caratteristiche sul funzionamento[modifica | modifica sorgente]

L'azione della Glicogeno fosforilasi è associata alla presenza di piridossal fosfato (PLP). La presenza del piridossal fosfato è di fondamentale importanza, perché l'energia rilasciata dalla scissione del legame o-glicosidico (α1->4), viene conservata sotto forma di legame fosforico all'estremità anomerica del glucosio, formando glucosio-1-fosfato, il quale, poi, potrà essere convertito in glucosio-6-fosfato dalla fosfoglucomutasi.

Attivazione dell'enzima e regolazione[modifica | modifica sorgente]

L'attività della glicogeno fosforilasi è regolata sia allostericamente sia covalentemente. Nella regolazione allosterica intervengono: ioni calcio, AMP (attivatori); ATP (inibitore); ed il glucagone. Nella regolazione covalente, interviene la fosforilazione della glicogeno fosforilasi b, e quindi la sua attivazione in glicogeno fosforilasi a, mentre la defosforilazione comporta la sua inattivazione.

Il glucagone e l'insulina, sono gli ormoni principali che controllano la glicemia ematica. Il glucagone è detto ormone iperglicemizzante (aumenta la concentrazione di glucosio nel sangue), mentre l'insulina è un ormone ipoglicemizzante (abbassa la concentrazione di glucosio nel sangue). L'azione di questi due ormoni, consente di mantenere costante la concentrazione di glucosio nel sangue. Logicamente, entrambi gli ormoni non possono lavorare contemporaneamente, perché gli eventi biochimici che consentono l'attivazione degli enzimi sono opposti. Infatti la glicogeno fosforilasi a comporta la demolizione del glicogeno, invece, l'azione della glicogeno sintasi, comporta la formazione del glicogeno.

Affinché venga attivata la glicogeno fosforilasi, viene fosforilata una proteina chiamata Fosforilasi-b-chinasi, la quale trasporta un gruppo fosfato sull'enzima, che dalla forma inattiva (fosforilasi b, cioè i suoi residui di serina sono defosforilati) lo trasforma nella forma attiva (fosforilasi a, cioè i suoi residui di serina sono fosforilati). Invece, la defosforilazione e quindi l'inattivazione della glicogeno fosforilasi, sono determinate dalla proteina Fosforilasi a-fosfatasi, la quale rimuove i gruppi fosforici dai due residui di serina dell'enzima. L'attivazione della proteina fosforilasi α-fosfatasi si verifica nel momento in cui è necessaria la riduzione della concentrazione ematica di glucosio.

Il glucagone, contemporaneamente a quest'evento, comporta una riduzione della concentrazione di fruttosio 2,6-bifosfato, il quale è un attivatore allosterico dell'enzima della glicolisi la fosfofruttochinasi 1, la cui inibizione comporta una riduzione dell'attività della glicolisi, cioè quel processo biochimico che porta alla demolizione del glucosio in due molecole di Piruvato, il quale, a sua volta, potrà subire un processo di demolizione aerobia (ossidazione: ciclo di Krebs e catena di trasporto degli elettroni, con formazione finale di ATP) o anaerobica (fermentazione). Contemporaneamente alla attivazione per fosforilazione della glicogeno fosforilasi, avviene l'inibizione per fosforilazione della glicogeno sintasi, il quale è un enzima che serve per la formazione del glicogeno.

Chiaramente, il processo biochimico inverso (governato dall'insulina), comporterà l'inibizione della glicogeno fosforilasi (defosforilazione dei residui di serina e ritorno nella forma inattiva: glicogeno fosforilasi b), per cui cesserà la demolizione del glicogeno ed inizierà il processo di sintesi del glicogeno, dove vengono legate molecole di glucosio alle estremità non riducenti delle catene di glicogeno.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • (EN) Baum, H. and Gilbert, G.A. A simple method for the preparation of crystalline potato phosphorylase and Q-enzyme. Nature 171 (1953) 983–984.
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Voci correlate[modifica | modifica sorgente]