Mecanismo de regulación de la Glucógeno sintetasa en músculo esquelético. - Belocopitow, Enrique (1966)
Se estudió en músculo de rata algunos, mecanismos que relacionan el sistema de enzimas que interviene en la fosforolisis de las uniones α(1→4) del glucógeno (sistema de la fosforilasa) con aquel responsable de la síntesis de dichas uniones (sistema de la glucógeno sintetasa). Se sabe que existen dos formas interconvertibles de fosforilasa, una activa solo en presencia de adenosina 5 monofosfato, la fosforilasa b y la otra forma, la fosforilasa a que no requiere dicho cofactor. La transformación de la fosforilasa b en a es catalizada por la fosforilasa b quinasa y la conversión inversa, por la fosforilasa a fosfatasa o PR enzima. La fosforilasa b quinasa existe también en dos formas: una "no activada", con muy poca actividad a pH 7,0 y mayor actividad a pH 8,0 y otra "actividad" casi con igual actividad a pH 7,0 y 8,0. También se sabe que la glucógeno sintetasa se presenta a su vez en dos formas, una , la glucógeno sintetasa dependiente, que es activa solo en presencia de glucosa 6 fosfato y la otra, la glucógeno sintetasa independiente que no necesita dicha hexosa fosfato para su actividad. Se comprobó, que una serie de factores, que actuan sobre la fosforilasa b quinasa actúan también pero en sentido opuesto sobre la glucógeno-sintetasa. Así el adenosina trifosfato con iones magnesio y 3´-5´adenosina monofosfato cíclico (ATP-MG++-3´5´ AMP) o el ion calcio (Ca++) o la tripsina a la vez que convierten una forma menos activa de la fosforilasa b quinasa ("no activada") en otra más activa ("activada"), transforman una forma más activa de la glucogenosintetasa ("independiente" en otra menos activa ("dependiente"). Se comprobó que la acción del ATP-Mg++ - 3´5´ AMP sobre la glucógenosintetasa era independiente de aquella producida por el Ca++. Así, preparados insensibles al Ca++ fueron snsibles al: ATP-Mg++-3´5´ AMP y viceversa. Al estudiar el efecto del Ca++ sobre la glucógeno sintetasa, se separó un factor indispensable para dicho efecto, el que sería de naturaleza proteica, ya que es sensible al calor, no dializable y atacable por enzimas proteolíticas. El peso molecular de este factor, sería de alrededor de 130.000. Este factor proteico, que actúa sobre la glucógeno-sintetasa no pudo ser separado del factor que interviene en el efecto del Ca++ sobre la fosforilasa b quinasa, obtenido por mayer ya sea por precipitación fraccionada con sulfato de amonio, cromatografía en dietilaminoetilcelulosa (DEAE) o ultrafiltración con Sephadex G 200. Tampoco se pudieron diferenciar ambos factores por tratamiento con calor o digestión con tripsina. De confirmarse la identidad de ambos factores y dado el hecho que actuaría simultáneamente y en forma opuesta sobre la fosforilasa b quinasa y la glucógeno sintetasa, podría ser este, otro elemento de regulación en la síntesis y degradación del glucógeno. También se estudiaron as propiedades diferenciales de la glucógeno sintetasa dependiente obtenida con ATP-Mg++-3´5´ AMP,de aquella obtenida con Ca++. Mientras la primera es reconvertible a la forma independiente por acción del mercaptoetanol y iones magnesio, la obtenida con Ca++, no lo es. Por otra parte, esta última es más sensible al calor y a la digestión con tripsina, que la obtenida con ATP-Mg++-3´5´ AMP. Sin embargo, las constantes de Michaelis y velocidades máximas para UDPG y G6P y las inhibiciones producidas por UDP y glucosa son semejantes para ambas glucógeno sintetasas. Se comprobó además que otros factores que actúan sobre el sistema de la fosforilasa actúan también sobre el de la glucógeno sintetasa como ser: 1) acción de la adrenalina sobre el de la glucógeno sintetasa como ser: 1) acción de la adrenalina y de su intermediario el 3´5´ adenosina monofosfato; 2) inhibición del efecto del Ca++ por una fracción sobrenadante de la precipitación de la glucógeno sintetasa a pH 5,2 y 3) la acción destructiva del mismo Ca++ sobre el factor proteico que interviene en sus efectos sobre la glucógeno-sintetasa y la fosforilasa b quinasa. Finalmente se discute la función que el Ca++ y el adenosina trifosfato pueden tener desde el punto de vista fisiológico, en relación con el trabajo muscular y las acciones hormonales en distintas condiciones. De las conclusiones del trabajo experimental descripto en esta tesis y de los elementos que nos da la bibliografía se puede esquematizar un mecanismo como el indicado en la figura 3 y 4.