糖新生

グリコーゲン生成はグリコーゲン合成の過程、またはグルコースをグリコーゲンに変換する過程であり、グルコース分子がグリコーゲン鎖に付加されて貯蔵される。この過程は、肝臓でコリ回路後の休息期間中に活性化され、また高血糖値に反応してインスリンによっても活性化される。^[1]

• グルコースは、グルコキナーゼまたはヘキソキナーゼの作用によってグルコース 6-リン酸に変換され、ATP が ADP に変換されます。
• グルコース-6-リン酸は、ホスホグルコムターゼの作用によって、必須の中間体であるグルコース-1,6-ビスリン酸を経て、グルコース-1-リン酸に変換されます。
• グルコース-1-リン酸は、UDP-グルコースピロホスホリラーゼ酵素の作用によってUDP-グルコースに変換されます。ピロリン酸が形成され、その後ピロホスファターゼによって2つのリン酸分子に加水分解されます。
• グリコゲニンという酵素は、最初の短いグリコーゲン鎖を作るのに必要であり、その後、グリコーゲン生成の他の酵素によって鎖が長くなったり、分岐したりします。ホモ二量体であるグリコゲニンは、グリコーゲンの還元末端のアンカーとして機能するチロシン残基を各サブユニットに持っています。最初に、約 7 つの UDP-グルコース分子がグリコゲニンによって各チロシン残基に付加され、α(1→4) 結合を形成します。
• 7 つのグルコースモノマーの鎖が形成されると、グリコーゲン合成酵素は成長中のグリコーゲン鎖に結合し、グリコーゲン鎖の非還元末端のグルコシル残基の 4-ヒドロキシル基に UDP-グルコースを付加し、その過程でさらに α(1→4) 結合を形成します。
• 分岐はグリコーゲン分岐酵素（アミロ-α(1:4)→α(1:6)トランスグリコシラーゼとも呼ばれる）によって作られ、α-1:6グリコシド結合を介して鎖の末端を前の部分に転移させて分岐を形成し、さらにα-1:4グリコシド単位が追加されることで分岐がさらに成長します。

糖生成はホルモン制御に反応します。

制御の主な形態の 1 つは、グリコーゲン合成酵素とグリコーゲンホスホリラーゼの多様なリン酸化です。これは、ホルモン活性の制御下にある酵素によって制御され、ホルモン活性は多くの要因によって制御されます。そのため、アロステリック制御システムと比較すると、さまざまなエフェクターが考えられます。

グリコーゲンホスホリラーゼはリン酸化によって活性化されますが、グリコーゲンシンターゼは阻害されます。

グリコーゲンホスホリラーゼは、ホスホリラーゼキナーゼという酵素によって、活性の低い「b」型から活性の高い「a」型に変換されます。この後者の酵素自体は、タンパク質キナーゼ A によって活性化され、リン酸化タンパク質ホスファターゼ 1 によって不活性化されます。

プロテインキナーゼ A 自体は、ホルモンのアドレナリンによって活性化されます。エピネフリンは、アデニル酸シクラーゼを活性化する受容体タンパク質に結合します。後者の酵素は、 ATPから環状 AMPの形成を引き起こします。2 つの環状 AMP分子がプロテインキナーゼ A の調節サブユニットに結合し、これが活性化されて、プロテインキナーゼ A の触媒サブユニットがアセンブリから解離し、他のタンパク質をリン酸化できるようになります。

グリコーゲンホスホリラーゼに戻ると、活性の低い「b」型は、構造変化なしにそれ自体活性化することができます。5'AMP はアロステリック活性化因子として機能しますが、ATP は、ホスホフルクトキナーゼ制御で既に見られるように、阻害剤として機能し、エネルギー需要に応じてフラックスの速度を変更するのに役立ちます。

エピネフリンはグリコーゲンホスホリラーゼを活性化するだけでなく、グリコーゲン合成酵素も阻害します。これにより、グリコーゲンホスホリラーゼを活性化する効果が増幅されます。この阻害は、タンパク質キナーゼ A が酵素をリン酸化して活性を低下させるのと同様のメカニズムによって実現されます。これは、協調的相互制御として知られています。グリコーゲン生成の調節の詳細については、 解糖を参照してください。

カルシウムイオンまたはサイクリック AMP (cAMP) は二次メッセンジャーとして機能します。これはネガティブ コントロールの例です。カルシウムイオンはホスホリラーゼ キナーゼを活性化します。これによりグリコーゲン ホスホリラーゼが活性化され、グリコーゲン シンターゼが阻害されます。

• グリコーゲン分解
• グリコーゲン合成酵素
• グリコーゲン貯蔵病