La glycogène phosphorylase est une enzyme qui régule l’utilisation du glucose stocké comme source d’énergie. Il génère du glucose pour le métabolisme lorsque le taux de sucre dans le sang est bas. Il existe de multiples formes chez l’homme, principalement dans les muscles et le foie, et certaines dans le cerveau. Étant donné que cette enzyme contrôle la première étape de l’utilisation du glucose, elle est complexe et hautement régulée. Les réserves de glucose du corps se présentent sous la forme de glycogène, qui est une longue chaîne ramifiée de milliers d’unités de glucose stockées sous forme de granules.
Étant donné que le glucose est le principal glucide utilisé comme carburant par le corps, son stockage et son utilisation sont étroitement réglementés. La glycogène phosphorylase effectue la première étape de la dégradation du glycogène polymère de stockage du glucose pour produire des unités individuelles de glucose. Cette enzyme ajoute une molécule de phosphate inorganique à une unité de glucose à l’extrémité d’une chaîne de glycogène, la convertissant en glucose-1-phosphate et la libérant du glycogène. La molécule de glucose-1-phosphate est ensuite transformée en glucose-6-phosphate par une autre enzyme et entre dans le cycle du glucose, pour finir par être utilisée dans la respiration aérobie. Cette dégradation du glycogène pour produire du glucose est connue sous le nom de glycogénolyse.
Cette voie ne fonctionne que sous certaines conditions. Lorsque la glycémie est basse, l’hormone glucagon est sécrétée par le pancréas pour se retrouver dans le foie. Grâce à une série complexe de signaux, il provoque ensuite l’ajout d’un groupe phosphate à la glycogène phosphorylase. Cette enzyme est alors capable d’ajouter son groupe phosphate inorganique au glucose pour commencer la dégradation du glycogène hépatique.
La majorité de l’enzyme glycogène phosphorylase, un dimère composé de deux sous-unités, est liée au granule de glycogène. Il reste sous une forme inactive jusqu’à ce qu’une molécule de phosphate inorganique soit ajoutée à un groupe d’acides aminés sérine sur l’enzyme. Cela le transforme en un état actif et il peut commencer à phosphoryler le glucose.
La glycogène phosphorylase peut être régulée de différentes manières, en fonction du groupe tissulaire. Le tissu musculaire utilise beaucoup d’énergie sous la forme d’adénosine triphosphate (ATP) composée de trois phosphates à haute énergie. Lorsque celui-ci est décomposé, il forme une molécule à faible énergie avec un seul groupe phosphate connu sous le nom d’adénosine monophosphate (AMP). Un mode de régulation entièrement différent dans le tissu musculaire est la liaison de l’AMP à l’enzyme de dégradation du glycogène. Cela provoque un déplacement de la structure de l’enzyme et peut alors dégrader le glycogène.
Les granules de glycogène sont un moyen efficace de stocker beaucoup d’énergie chimique dans un petit espace. De nombreuses chaînes de glucose ont des ramifications, mais la glycogène phosphorylase ne peut agir que sur les unités terminales du glucose sur les chaînes linéaires. Une enzyme de déramification spéciale est nécessaire avant que l’enzyme puisse complètement dégrader le glycogène.