A glicogênio fosforilase é uma enzima que regula o uso da glicose armazenada como fonte de energia. Gera glicose para o metabolismo quando os níveis de açúcar no sangue são baixos. Existem várias formas encontradas nos seres humanos, principalmente nos músculos e no fígado, e algumas no cérebro. Como esta enzima controla o primeiro passo da utilização da glicose, é complexa e altamente regulada. As reservas de glicose do corpo estão na forma de glicogênio, que é uma longa cadeia ramificada de milhares de unidades de glicose armazenadas como grânulos.
Como a glicose é o carboidrato primário usado como combustível pelo organismo, seu armazenamento e uso são fortemente regulados. A glicogênio fosforilase realiza a primeira etapa na quebra do glicogênio do polímero de armazenamento de glicose para produzir unidades individuais de glicose. Essa enzima adiciona uma molécula de fosfato inorgânico a uma unidade de glicose no final de uma cadeia de glicogênio, convertendo-a em glicose-1-fosfato e liberando-a do glicogênio. A molécula de glicose-1-fosfato é subsequentemente transformada em glicose-6-fosfato por outra enzima e entra no ciclo da glicose, acabando sendo utilizada na respiração aeróbica. Essa decomposição do glicogênio para produzir glicose é conhecida como glicogenólise.
Este caminho opera apenas sob certas condições. Quando os níveis de açúcar no sangue são baixos, o hormônio glucagon é secretado pelo pâncreas e acaba no fígado. Através de uma série complexa de sinais, faz com que um grupo fosfato seja adicionado à fosforilase do glicogênio. Esta enzima é então capaz de adicionar seu grupo fosfato inorgânico à glicose para iniciar a degradação do glicogênio hepático.
A maioria da enzima glicogênio fosforilase, um dímero composto por duas subunidades, está ligada ao grânulo de glicogênio. Ele permanece em uma forma inativa até que uma molécula de fosfato inorgânico seja adicionada a um grupo aminoácido serina na enzima. Isso o transforma em um estado ativo e pode começar a fosforilar a glicose.
A glicogênio fosforilase pode ser regulada de maneiras alternativas, dependendo do grupo de tecidos. O tecido muscular utiliza muita energia na forma do composto fosfato de adenosina trifosfato (ATP) de alta energia. Quando isso é decomposto, forma uma molécula de baixa energia com um único grupo fosfato conhecido como adenosina monofosfato (AMP). Um modo completamente diferente de regulação no tecido muscular é a ligação do AMP à enzima degradadora de glicogênio. Isso faz com que a estrutura da enzima se desloque e, em seguida, pode degradar o glicogênio.
Os grânulos de glicogênio são uma maneira eficiente de armazenar muita energia química em uma pequena quantidade de espaço. Muitas cadeias de glicose têm ramificações, mas a glicogênio fosforilase só pode atuar em unidades terminais de glicose em cadeias lineares. É necessária uma enzima de desfibramento especial antes que a enzima possa degradar completamente o glicogênio.