Glucogenina

La glucogenina es una enzima que interviene en la conversión de glucosa en glucógeno . Actúa como cebador , polimerizando las primeras moléculas de glucosa, tras lo cual otras enzimas toman el control. Es un homodímero de subunidades de 37 kDa y se clasifica como una glicosiltransferasa .

Cataliza las reacciones químicas :

UDP-alfa-D-glucosa + glucogenina ⇌ UDP + alfa-D-glucosilglucogenina

UDP-alfa-D-glucosa + una glucosil-glucogenina ⇌ (1,4-alfa-D-glucosil)n-glucosil glucogenina + UDP + H+

Así, los dos sustratos de esta enzima son UDP-alfa-D-glucosa y glucogenina , mientras que sus dos productos son UDP y alfa-D-glucosilglucogenina. ^[2]^[3]

Nomenclatura

Esta enzima pertenece a la familia de las glicosiltransferasas , específicamente a las hexosiltransferasas. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es UDP-alfa-D-glucosa:glucogenina alfa-D-glucosiltransferasa . Otros nombres de uso común incluyen:

glucogenina,
cebado de la glucosiltransferasa y
UDP-glucosa:glucogenina glucosiltransferasa.

También se puede observar que el nombre de la glucogenina hace alusión a su función, ya que el prefijo gluco hace referencia a un carbohidrato y el sufijo genina deriva del latín genesis, que significa novedad, fuente o comienzo. Esto hace alusión a la función de la glucogenina, que consiste simplemente en iniciar la síntesis de glucógeno antes de que la glucógeno sintasa tome el control.

Descubrimiento

La glucogenina fue descubierta en 1984 por el Dr. William J. Whelan , miembro de la Royal Society de Londres y ex profesor de Bioquímica de la Universidad de Miami . ^[4]

Función

La enzima principal implicada en la polimerización del glucógeno , la glucógeno sintasa en el hígado y en la síntesis de glucógeno muscular es iniciada por la UDP-glucosa, solo puede agregarse a una cadena existente de al menos 3 residuos de glucosa . La glucogenina actúa como el cebador , al que se pueden agregar más monómeros de glucosa . Lo logra catalizando la adición de glucosa a sí misma ( autocatálisis ) uniendo primero la glucosa de la UDP-glucosa al grupo hidroxilo de Tyr-194. Se pueden agregar siete glucosas más, cada una derivada de la UDP-glucosa, por la actividad glucosiltransferasa de la glucogenina. Una vez que se han agregado suficientes residuos, la glucógeno sintasa se hace cargo de extender la cadena. La glucogenina permanece unida covalentemente al extremo reductor de la molécula de glucógeno .

Se acumula evidencia de que una proteína de cebado puede ser una propiedad fundamental de la síntesis de polisacáridos en general; los detalles moleculares de la biogénesis del glucógeno en mamíferos pueden servir como un modelo útil para otros sistemas.

La glucogenina también puede utilizar los otros dos nucleótidos de pirimidina, es decir, CDP-glucosa y TDP-glucosa , además de su sustrato nativo, UDP-glucosa. ^[5]

Estructura

Isoenzimas

En los seres humanos, existen dos isoformas de glucogenina: la glucogenina-1, codificada por GYG1 y expresada en el músculo; y la glucogenina-2, codificada por GYG2 y expresada en el hígado y el músculo cardíaco, pero no en el músculo esquelético. Se han encontrado pacientes con GYG1 defectuoso, lo que da como resultado células musculares con incapacidad para almacenar glucógeno y, como consecuencia, debilidad y enfermedad cardíaca. ^[7]

Referencias

^ PDB : 1LL3 ; Gibbons BJ, Roach PJ, Hurley TD (mayo de 2002). "Estructura cristalina del iniciador autocatalítico de la biosíntesis de glucógeno, la glucogenina". J. Mol. Biol . 319 (2): 463– 77. doi :10.1016/S0022-2836(02)00305-4. PMID 12051921.
^ Barengo R, Krisman CR (mayo de 1978). "Inicio de la biosíntesis de glucógeno en Escherichia coli. Estudios de las propiedades de las enzimas implicadas". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Temas generales . 540 (2): 190– 6. doi :10.1016/0304-4165(78)90131-9. PMID 418819.
^ Butler NA, Lee EY , Whelan WJ (mayo de 1977). "Un componente de glucógeno unido a proteínas del hígado de rata". Carbohydrate Research . 55 : 73– 82. doi :10.1016/s0008-6215(00)84444-4. PMID 861979.
^ Whelan WJ (septiembre de 1998). "Orgullo y prejuicio: el descubrimiento del iniciador para la síntesis de glucógeno". Protein Sci . 7 (9): 2038– 41. doi :10.1002/pro.5560070921. PMC 2144155 . PMID 9761486.
^ Alonso, Miriam D.; Lagzdins, Erik J.; Lomako, Joseph; Lomako, Wieslawa M.; Whelan, William J. (1995-02-13). "Nuevos y específicos sustratos de nucleósido difosfato de glucosa para la glucogenina". FEBS Letters . 359 ( 2– 3): 110– 112. Bibcode :1995FEBSL.359..110A. doi :10.1016/0014-5793(95)00018-5. ISSN 0014-5793. PMID 7867779.
^ Katch, Victor L.; McArdle, William D.; Katch, Frank I. (2007). Fisiología del ejercicio: energía, nutrición y rendimiento humano . Filadelfia: Lippincott Williams and Wilkins. pág. 12. ISBN 978-0-7817-4990-9.
^ Moslemi AR, Lindberg C, Nilsson J, Tajsharghi H, Andersson B, Oldfors A (abril de 2010). "Deficiencia de glucogenina-1 y cebado inactivado de la síntesis de glucógeno". N. Engl. J. Med . 362 (13): 1203– 10. doi : 10.1056/NEJMoa0900661 . PMID 20357282.

Lectura adicional

Krisman CR, Barengo R (1975). "Un precursor de la biosíntesis de glucógeno: proteína alfa-1,4-glucano". Eur. J. Biochem . 52 (1): 117– 23. doi : 10.1111/j.1432-1033.1975.tb03979.x . PMID 809265.
Pitcher J, Smythe C, Campbell DG, Cohen P (1987). "Identificación de la subunidad de 38 kDa de la glucógeno sintasa del músculo esquelético de conejo como glucogenina". Eur. J. Biochem . 169 (3): 497– 502. doi : 10.1111/j.1432-1033.1987.tb13637.x . PMID 3121316.
Pitcher J, Smythe C, Cohen P (1988). "La glucogenina es la glucosiltransferasa de iniciación necesaria para la iniciación de la biogénesis del glucógeno en el músculo esquelético del conejo". Eur. J. Biochem . 176 (2): 391– 5. doi : 10.1111/j.1432-1033.1988.tb14294.x . PMID 2970965.
Berman, MC y Opie, LA (Eds.), Membranas y músculo, ICSU Press/IRL Press, Oxford, 1985, pág. 65-84.
Rodríguez IR, Whelan WJ (1985). "Un nuevo enlace glucosil-aminoácido: el glucógeno muscular de conejo está unido covalentemente a una proteína a través de la tirosina". Biochem. Biophys. Res. Commun . 132 (2): 829– 36. doi :10.1016/0006-291X(85)91206-9. PMID 4062948.
Lomako J, Lomako WM, Whelan WJ (1988). "Una proteína autoglucosilante es el iniciador de la biosíntesis de glucógeno muscular de conejo". FASEB J . 2 (15): 3097– 103. doi : 10.1096/fasebj.2.15.2973423 . PMID 2973423. S2CID 24083688.
Alonso MD, Lomako J, Lomako WM, Whelan WJ (1995). "Actividades catalíticas de la glucogenina adicionales a la autoglucosilación autocatalítica". J. Biol. Chem . 270 (25): 15315– 9. doi : 10.1074/jbc.270.25.15315 . PMID 7797519.
Alonso MD, Lomako J, Lomako WM, Whelan WJ (1995). "Una nueva mirada a la biogénesis del glucógeno". FASEB J . 9 (12): 1126– 37. doi : 10.1096/fasebj.9.12.7672505 . PMID 7672505. S2CID 40281321.
Mu J, Roach PJ (1998). "Caracterización de la glucogenina-2 humana, un iniciador autoglucosilante del metabolismo del glucógeno hepático". J. Biol. Chem . 273 (52): 34850– 6. doi : 10.1074/jbc.273.52.34850 . PMID 9857012.

Enlaces externos

glucogenina en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
Molbio.med.miami.edu

[pmid12051921-1] PDB : 1LL3 ; Gibbons BJ, Roach PJ, Hurley TD (mayo de 2002). "Estructura cristalina del iniciador autocatalítico de la biosíntesis de glucógeno, la glucogenina". J. Mol. Biol . 319 (2): 463– 77. doi :10.1016/S0022-2836(02)00305-4. PMID 12051921.

[2] Barengo R, Krisman CR (mayo de 1978). "Inicio de la biosíntesis de glucógeno en Escherichia coli. Estudios de las propiedades de las enzimas implicadas". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Temas generales . 540 (2): 190– 6. doi :10.1016/0304-4165(78)90131-9. PMID 418819.

[3] Butler NA, Lee EY , Whelan WJ (mayo de 1977). "Un componente de glucógeno unido a proteínas del hígado de rata". Carbohydrate Research . 55 : 73– 82. doi :10.1016/s0008-6215(00)84444-4. PMID 861979.

[pmid9761486-4] Whelan WJ (septiembre de 1998). "Orgullo y prejuicio: el descubrimiento del iniciador para la síntesis de glucógeno". Protein Sci . 7 (9): 2038– 41. doi :10.1002/pro.5560070921. PMC 2144155 . PMID 9761486.

[5] Alonso, Miriam D.; Lagzdins, Erik J.; Lomako, Joseph; Lomako, Wieslawa M.; Whelan, William J. (1995-02-13). "Nuevos y específicos sustratos de nucleósido difosfato de glucosa para la glucogenina". FEBS Letters . 359 ( 2– 3): 110– 112. Bibcode :1995FEBSL.359..110A. doi :10.1016/0014-5793(95)00018-5. ISSN 0014-5793. PMID 7867779.

[isbn0-7817-4990-5-6] Katch, Victor L.; McArdle, William D.; Katch, Frank I. (2007). Fisiología del ejercicio: energía, nutrición y rendimiento humano . Filadelfia: Lippincott Williams and Wilkins. pág. 12. ISBN 978-0-7817-4990-9.

[pmid20357282-7] Moslemi AR, Lindberg C, Nilsson J, Tajsharghi H, Andersson B, Oldfors A (abril de 2010). "Deficiencia de glucogenina-1 y cebado inactivado de la síntesis de glucógeno". N. Engl. J. Med . 362 (13): 1203– 10. doi : 10.1056/NEJMoa0900661 . PMID 20357282.