464 Chapter 15 Enzyme RegulationATP

464 Chapter 15 Enzyme Regulation
ATP and Glucose-6-P Are Allosteric Inhibitors of Glycogen Phosphorylase ATP
can be viewed as the “end product” of glycogen phosphorylase action, in that the
glucose-1-P liberated by glycogen phosphorylase is degraded in muscle via metabolic
pathways whose purpose is energy (ATP) production. Glucose-1-P is readily converted
into glucose-6-P to feed such pathways. (In the liver, glucose-1-P from glycogen is con-
verted to glucose and released into the bloodstream to raise blood glucose levels.)
Thus, feedback inhibition of glycogen phosphorylase by ATP and glucose-6-P pro-
vides a very effective way to regulate glycogen breakdown. Both ATP and glucose-6-P
act by decreasing the affinity of glycogen phosphorylase for its substrate Pi (Figure
15.14b). Because the binding of ATP or glucose-6-P has a negative effect on substrate
binding, these substances act as negative effectors. Note in Figure 15.14b that the sub-
strate saturation curve is displaced to the right in the presence of ATP or glucose-6-P,
and a higher substrate concentration is needed to achieve half-maximal velocity
(Vmax/2). When concentrations of ATP or glucose-6-P accumulate to high levels,
glycogen phosphorylase is inhibited; when [ATP] and [glucose-6-P] are low, the ac-
tivity of glycogen phosphorylase is regulated by availability of its substrate, Pi.
AMP Is an Allosteric Activator of Glycogen Phosphorylase AMP also provides a reg-
ulatory signal to glycogen phosphorylase. It binds to the same site as ATP, but it stim-
ulates glycogen phosphorylase rather than inhibiting it (Figure 15.14c). AMP acts as a
positive effector, meaning that it enhances the binding of substrate to glycogen phos-
phorylase. Significant levels of AMP indicate that the energy status of the cell is low and
that more energy (ATP) should be produced. Reciprocal changes in the cellular con-
centrations of ATP and AMP and their competition for binding to the same site (the
allosteric site) on glycogen phosphorylase, with opposite effects, allow these two nucleo-
tides to exert rapid and reversible control over glycogen phosphorylase activity. Such reci-
procal regulation ensures that the production of energy (ATP) is commensurate with
cellular needs.
To summarize, muscle glycogen phosphorylase is allosterically activated by AMP
and inhibited by ATP and glucose-6-P; caffeine can also act as an allosteric inhibitor
(Figure 15.15). When ATP and glucose-6-P are abundant, glycogen breakdown is
Phosphorylase kinase
Phosphorylase b
Inactive
(T state)
Glucose-6-P
Glucose
Caffeine
Glucose
Caffeine
Phosphorylase a
Inactive
(T state)
Phosphorylase b
Active
(R state)
Phosphorylase a
Active
(R state)
Phosphoprotein phosphatase 1
P
P
P
P
Covalent control Noncovalent control
AMP ATP
ACTIVE FIGURE 15.15 The mechanism
of covalent modification and allosteric regulation of
glycogen phosphorylase. Test yourself on the con-
cepts in this figure at www.cengage.com/login.

Kết quả (Việt) 1:

464 chương 15 Enzyme quy địnhATP và Glucose-6-P là Allosteric ức chế của Glycogen Phosphorylase ATPcó thể được xem như là "sản phẩm cuối cùng" của glycogen phosphorylase hành động, trong đó cácglucose-1-P giải phóng bởi glycogen phosphorylase suy thoái trong cơ bắp thông qua trao đổi chấtcon đường mà mục đích là sản xuất năng lượng (ATP). Glucose-1-P dễ dàng chuyển đổivào đường 6, P để nuôi con đường như vậy. (Trong gan, glucose-1-P từ glycogen là con-verted để glucose và phát hành vào máu để nâng cao mức độ đường trong máu.)Do đó, thông tin phản hồi ức chế glycogen phosphorylase của ATP và glucose-6-P pro-vides một cách rất hiệu quả để điều chỉnh sự cố glycogen. ATP và glucose-6-Phành động bằng cách giảm mối quan hệ của glycogen phosphorylase cho bề mặt của nó Pi (con số15.14B). bởi vì các ràng buộc của ATP hoặc glucose-6-P có một tác động tiêu cực trên bề mặtràng buộc, các chất hoạt động như tiêu cực phồng. Lưu ý trong hình 15.14b mà phụ -strate bão hòa đường cong là dời sang phải sự hiện diện của ATP hoặc glucose-6-P,và một nồng độ bề mặt cao cần thiết để đạt được tốc độ tối đa một nửa(V-Max/2). Khi nồng độ của ATP hoặc glucose-6-P tích lũy vào mức độ cao,glycogen phosphorylase là ức chế; khi [ATP] và [glucose-6-P] rất thấp, ac -cao của glycogen phosphorylase được quy định bởi tính khả dụng của bề mặt của nó, Pi.AMP là một Allosteric Activator của Glycogen Phosphorylase AMP cũng cung cấp một reg-ulatory các tín hiệu để glycogen phosphorylase. Nó liên kết với các trang web tương tự như ATP, nhưng nó stim-ulates glycogen phosphorylase thay vì ức chế nó (hình 15.14 c). AMP hoạt động như mộteffector tích cực, có nghĩa là nó tăng cường các ràng buộc của các bề mặt để glycogen phos-phorylase. Các mức độ quan trọng của AMP chỉ ra rằng trạng thái năng lượng của các tế bào là thấp vàThêm năng lượng (ATP) nên được sản xuất. Các thay đổi tình trong tế bào con-centrations của ATP và AMP và cạnh tranh của họ cho các ràng buộc (các trang tương tựTrang web allosteric) trên glycogen phosphorylase, với hiệu ứng ngược lại, cho phép các nucleo hai -thủy triều để phát huy nhanh chóng và đảo ngược kiểm soát glycogen phosphorylase hoạt động. Reci như vậy-procal quy định đảm bảo rằng sản xuất năng lượng (ATP) là phù hợp vớinhu cầu di động.Để tóm tắt, cơ bắp glycogen phosphorylase allosterically được kích hoạt bởi AMPvà inhibited bởi ATP và glucose-6-P; Caffeine có thể cũng hoạt động như một chất ức chế allosteric(Hình 15,15). Khi ATP và glucose-6-P được phong phú, Niu Di-lân glycogen là Phosphorylase kinasePhosphorylase bKhông hoạt động(T nhà nước)Glucose-6-PĐườngCafeinĐườngCafeinPhosphorylase mộtKhông hoạt động(T nhà nước)Phosphorylase bHoạt động(R bang)Phosphorylase mộtHoạt động(R bang)Phosphoprotein phosphatase 1PPPPCộng hoá trị kiểm soát Noncovalent kiểm soátAMP ATPHoạt động con số 15,15 cơ chếcộng hoá trị sửa đổi và các quy định allosteric củaglycogen phosphorylase. Tự kiểm tra trên con-cepts trong con số này tại www.cengage.com/login.