16.1. Фосфорнлаза катализирует фосфоролитическое расщепление гликогена до глюкозо-1-фосфата

Путь распада гликогена был раскрыт благодаря изящным исследованиям Карла и Герти Кори Они

Рис. 16.1. Структура двух наружных ветвей частицы гликогена. Остатки на невосстановленных концах показаны красным цветом, остатки, с которых начинается -синим. Остальная часть молекулы гликогена обозначена символом

Рис. 16.2. Схематическое изображение поперечного разреза молекулы гликогена. Концевые остатки показаны красным цветом, остатки, с которых начинается ветвь, - зеленым.

показали, что гликоген расщепляется ортофосфатом, давая новый вид фосфорилированного сахара, идентифицированный ими как глюкозо-1-фосфат. Кори также выделили и получили в кристаллическом виде гликоген-фосфорилазу, фермент, катализирующий эту реакцию.

Фосфорилаза катализирует последовательное удаление гликозильных остатков с невосстанавливающего конца молекулы гликогена. Ортофосфат расщепляет гликозидную связь между концевого остатка и соседнего остатка. Он специфически разрывает связь между углеродным атомом и гликозидным атомом кислорода с сохранением -конфигурации при

Эта реакция, вероятно, идет через образование в качестве промежуточного продукта иона карбония. Расщепление связи между сохранение конфигурации при и предположительное участие промежуточного иона карбония напоминают разрушение хитина, катализируемое лизоцимом.

Реакция, катализируемая фосфорилазой, in vitro легко обратима. При равновесное отношение ортофосфата к глюкозо-1-фосфату равно для этой реакции мало, потому что гликозидная связь замещается фосфоэфирной связью, которая имеет почти такой же потенциал переноса. Однако in vivo фосфоролиз сдвинут далеко в сторону распада гликогена, поскольку отношение обычно превышает 100.

Рис. 16.3. Электронная микрофотография печеночной клетки. Плотные частицы в цитоплазме представляют собой гранулы гликогена. (Печатается с любезного разрешения д-ра George Palade.)

Фосфоролитическое расщепление гликогена энергетически выгодно, потому что высвобождаемый сахар уже фосфорилирован. В противоположность этому гидролитическое расщепление давало бы глюкозу, которая для вступления на гликолитический путь должна была фосфорилироваться за счет АТР. Дополнительное преимущество фосфоролитического распада состоит в том, что глюкозо-1-фосфат в отличие от глюкозы не может диффундировать из клетки. Каково значение способности мышцы удерживать фосфорилированный сахар, мы увидим несколько позднее.