글리코젠 분해(영어: glycogenolysis)는 글리코젠(n)을 글루코스 1-인산과 글리코젠(n-1)으로 분해하는 것이다. 글리코젠의 가지는 글리코젠 가인산분해효소에 의한 가인산분해를 통해 글루코스 단량체가 순차적으로 분해된다.
작용기작
글리코젠이 글루코스 1-인산으로 분해되는 전체적인 반응은 다음과 같다.
- 글리코젠(n 잔기) + Pi
글리코젠(n-1 잔기) + 글루코스 1-인산
글리코젠(n-1 잔기) + 글루코스 1-인산여기서 글리코젠 가인산분해효소는 글리코젠의 비환원 말단에서 두 글루코스 잔기 사이의 α(1→4) 글리코사이드 결합을 무기인산(Pi)으로 공격하는 반응을 촉매한다.
글루코스 1-인산은 포스포글루코뮤테이스에 의해 글루코스 6-인산으로 전환된다.
글루코스 잔기는 글리코젠 가인산분해효소에 의해 α(1→6) 글리코사이드 결합 부위에서 4개의 글루코스 잔기가 남는 지점에 이를 때까지 가인산분해된다. 글리코젠 탈분지효소의 전이효소 활성은 나머지 4개의 글루코스 잔기 중 3개를 다른 글리코젠 가지의 말단으로 옮긴다. 분지점에 α(1→6) 글리코사이드 결합으로 남아있는 마지막 하나의 글루코스 잔기는 글리코젠 탈분지효소의 α(1→6) 글루코시데이스 활성에 의해 가수분해되어 떨어져 나가고 가지는 제거된다. 떨어져 나온 가지의 마지막 글루코스 잔기는 글리코젠 대사산물이 글루코스 1-인산이 아닌 유일한 경우이다. 글루코스는 이어서 헥소키네이스에 의해 글루코스 6-인산으로 인산화된다.
| 해당과정, 포도당신생합성, 글리코젠 합성, 글리코젠 분해를 포함하는 일반적인 단당류의 대사 과정 |
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기능
글리코젠 분해는 호르몬 및 신경 신호에 반응하여 근육세포와 간세포에서 일어난다. 특히, 글리코젠 분해는 투쟁 도피 반응 및 혈액 내 포도당 농도의 조절에 중요한 역할을 한다.
근육세포에서 글리코젠 분해는 근육 수축을 위한 에너지를 제공하기 위해 해당과정에 즉각적인 글루코스 6-인산을 공급하는 역할을 한다.
간세포에서 글리코젠 분해의 주된 목적은 다른 세포가 글루코스를 흡수할 수 있도록 글루코스를 혈류로 방출하는 것이다. 글루코스 6-인산의 인산기는 근육세포에 존재하지 않는 글루코스 6-인산가수분해효소에 의해 제거되고, 인산기가 제거된 글루코스는 간세포의 세포막에 있는 GLUT2 촉진확산 통로를 통해 세포 밖으로 빠져나간다.
조절
글리코젠 분해는 혈당량에 반응하여 글루카곤과 인슐린에 의해 조절되고, 투쟁 도피 반응 동안 에피네프린에 의해 자극된다. 근육세포에서 글리코젠 분해는 신경 신호에 의해 자극될 수 있다.
임상적 중요성
글루카곤의 비경구(정맥 내) 투여는 당을 구강으로 투여할 수 없는 당뇨병의 응급 상황에서 일반적인 의학적 조치이다. 글루카곤은 또한 근육 주사로 투여될 수도 있다.
병리학
이 부분의 본문은 당원병입니다.당원병은 일반적으로 근육세포 또는 간세포에서 글리코젠 합성, 글리코젠 분해 또는 해당과정에 영향을 미치는 효소 결핍으로 인해 발생하는 대사 장애이다.