Ключевыми ферментами синтеза гликогена и его распада являются соответственно гли- когенсинтетаза и фосфорилаза. Каждая играет роль лимитирующего звена своего направления на отрезке между ГлбФ и гликогеном. И каждой присущи аллостерические свойства, обеспечивающие определенную автономность регуляторной функции.
Как показано на рис. 6-15, глкжозо-6-фос- фат, будучи ингибитором «своего» фермента (гексокиназы), вместе с тем является и алло- стерическим активатором гликогенсинтетазы. Следовательно, накопление ГлбФ приводит не только к замедлению утилизации исходной глюкозы клетками, но и к тому, что из потребляемого все-таки количества моносахарида более высокая доля направляется на синтез гликогена. Напротив, усиление утилизации глюко- зо-6-фосфата другими путями автоматически ведет к замедлению биогенеза гликогена.
Автономная саморегуляция фосфорилазы осуществляется иначе. Рис. 6-15 показывает ее механизмы, реализуемые в мышцах. Высокий уровень АТФ тормозит фосфорилазу, т.е. замедляет использование запасов гликогена для выработки макроэргов. С другой стороны, интенсивная утилизация АТФ при мышечной работе чревата накоплением АДФ и АМФ, стимулирующего распад гликогена до ГлбФ, катаболизм которого ГБФ-путем обеспечивает эффективную регенерацию АТФ (как это будет показано в разделе 6.7).
В гепатоцитах спектр аллостерических эффектов иной. Здесь АМФ не активирует и без того активную фосфорилазу, а угнетение ее вызывают высокие концентрации глюкозы.
Контролируя уровень запасов гликогена, гликогеисинтетаза и фосфорилаза становятся удобным инструментом для регуляторного воздействия со стороны гормонов.
Окислительный распад глюкозы может начаться сразу после ее превращения в ГлбФ. Отсюда и возник термин гексозомонофос- фатный путь (ГМФ-путь). Один из ранних его синонимов - стотомический путь — обусловлен тем, что при этом окислению подвергается не вся молекула глюкозы, а только карбонильный углерод (С-1), который в конечном Счете И отщепляется в виде СО2. В итоге гексо- зо-6-фосфат трансформируется в пентозо-5- фосфат. Этот фрагмент ГМФ-пути обозначается как окислительный этап.
На следующем этапе окислительных процессов ие происходит. Доминируют здесь трансферазные реакции. Они позволяют фос- фопентозам обмениваться фрагментами своих молекул, превращаясь в фосфосахара с иным числом углеродных атомов. В том числе - в молекулы ГлбФ, которые вновь могут вступать в окислительный этап, расщепляясь в нем до фосфопентоз. Поэтому второй этап (а иногда и весь ГМФ-путь) обозначают еше как пентозо- фосфатный цикл (шунт) или даже короче — пентозный цикл.
Все реакции и первого этапа, и второго (неокислительного) протекают в цитоплазме, где сосредоточены соответствующие ферменты.