La glucógeno sintasa ( UDP-glucosa-glucógeno glucosiltransferasa ) es una enzima clave en la glucogénesis , la conversión de glucosa en glucógeno . Es una glicosiltransferasa ( EC 2.4.1.11 ) que cataliza la reacción de UDP-glucosa y (1,4- α - D -glucosil) n para producir UDP y (1,4- α - D -glucosil) n + 1 .
Se han realizado muchas investigaciones sobre la degradación del glucógeno mediante el estudio de la estructura y función de la glucógeno fosforilasa , la enzima reguladora clave de la degradación del glucógeno. [1] Por otro lado, se sabe mucho menos sobre la estructura de la glucógeno sintasa, la enzima reguladora clave de la síntesis de glucógeno. Sin embargo, la estructura cristalina de la glucógeno sintasa de Agrobacterium tumefaciens se ha determinado con una resolución de 2,3 A. [2] En su forma asimétrica, la glucógeno sintasa se encuentra como un dímero, cuyos monómeros se componen de dos dominios plegados de Rossmann . Esta propiedad estructural, entre otras, se comparte con enzimas relacionadas, como la glucógeno fosforilasa y otrasglicosiltransferasas de la superfamilia GT-B. [3] No obstante, una caracterización más reciente de la estructura cristalina de la glucógeno sintasa de Saccharomyces cerevisiae (levadura) revela que los dímeros pueden interactuar para formar un tetrámero . Específicamente, las interacciones entre subunidades están mediadas por los pares de hélices α15 / 16, que forman sitios alostéricos entre subunidades en una combinación de dímeros y sitios activos entre subunidades en la otra combinación de dímeros. Dado que la estructura de la glucógeno sintasa eucariota está muy conservada entre las especies, es probable que la glucógeno sintasa también forme un tetrámero en los seres humanos. [4]
La glucógeno sintasa se puede clasificar en dos familias de proteínas generales. La primera familia (GT3), que proviene de mamíferos y levaduras, tiene aproximadamente 80 kDa, usa UDP-glucosa como donante de azúcar y está regulada por la fosforilación y la unión del ligando. [5] La segunda familia (GT5), que proviene de bacterias y plantas, tiene aproximadamente 50 kDA, utiliza ADP-glucosa como donante de azúcar y no está regulada. [6]
Aunque los mecanismos catalíticos utilizados por la glucógeno sintasa no se conocen bien, las similitudes estructurales con la glucógeno fosforilasa en el sitio de unión catalítico y del sustrato sugieren que el mecanismo de síntesis es similar en la glucógeno sintasa y la glucógeno fosforilasa. [2]
La glucógeno sintasa cataliza la conversión de la fracción glucosil (Glc) de uridina difosfato glucosa (UDP-Glc) en glucosa para incorporarla al glucógeno a través de un enlace glucosídico α (1 → 4) . Sin embargo, dado que la glucógeno sintasa requiere un cebador de oligosacárido como aceptor de glucosa, se basa en la glucogenina para iniciar la síntesis de glucógeno de novo . [4]
En un estudio reciente de ratones transgénicos , una sobreexpresión de glucógeno sintasa [7] y una sobreexpresión de fosfatasa [8] resultaron en niveles excesivos de almacenamiento de glucógeno. Esto sugiere que la glucógeno sintasa juega un papel biológico importante en la regulación de los niveles de glucógeno / glucosa y se activa por desfosforilación.