Глюкокиназа и молекулярные аспекты метаболизма гликогена в печени

Превращение глюкозы в гликоген — один из основных путей удаления глюкозы из воротной вены печенью в постпрандиальном состоянии. Этот процесс отчасти регулируется повышением концентрации глюкозы в крови воротной вены, которое активирует глюкокиназу — первый фермент данного пути. В результате повышается концентрация глюкозо-6-фосфата, который совместно с другими аллостерическими эффекторами регулирует степень фосфорилирования нижележащих ферментов. Активность глюкокиназы контролируется несколькими уровнями транскрипционной и посттранскрипционной регуляции, которые пока изучены лишь частично. В состоянии голодания часть глюкокиназы находится в ядре в неактивном состоянии в комплексе со специфическим регуляторным белком GKRP (регуляторным белком глюкокиназы). После еды при повышении концентрации глюкозы этот резервный пул быстро перемещается в цитоплазму. Перемещение глюкокиназы между ядром и цитоплазмой зависит от различных метаболических и гормональных условий. Повышение концентрации глюкозо-6-фосфата вследствие активации глюкокиназы совместно с глюкозой способствует дефосфорилированию (инактивации) гликогенфосфорилазы и вызывает дефосфорилирование (активацию) гликогенсинтазы. Последнее происходит как за счёт прямого изменения конформации под действием лиганда, так и вследствие уменьшения количества фосфорилированной формы гликогенфосфорилазы. Эта форма — мощный аллостерический ингибитор активности фосфатазы гликогенсинтазы, связанной с белком GL, направляющим протеинфосфатазу 1 (PP-1) к гликогену (печёночной гликоген-адресующей субъединицей PP-1, кодируемой геном PPP1R3B). Нарушения активации глюкокиназы и дефосфорилирования гликогенфосфорилазы могут способствовать расстройству обмена глюкозы в печени при сахарном диабете 2-го типа.