Glicogen fosforilaza este o enzimă care reglează utilizarea glucozei stocate ca sursă de energie. Acesta generează glucoză pentru metabolism atunci când nivelul zahărului din sânge este scăzut. Există mai multe forme găsite la om, în primul rând în mușchi și ficat, iar unele în creier. Deoarece această enzimă controlează primul pas al utilizării glucozei, este complexă și puternic reglementată. Depozitele de glucoză ale organismului sunt sub formă de glicogen, care este un lanț lung și ramificat de mii de unități de glucoză stocate sub formă de granule.
Deoarece glucoza este carbohidratul primar folosit ca combustibil de către organism, depozitarea și utilizarea sa sunt strict reglementate. Glicogen fosforilaza realizează primul pas în descompunerea glicogenului polimeric de stocare a glucozei pentru a produce unități individuale de glucoză. Această enzimă adaugă o moleculă de fosfat anorganic la o unitate de glucoză la capătul unui lanț de glicogen, transformându-l în glucoză-1-fosfat și eliberându-l de glicogen. Molecula de glucoză-1-fosfat este ulterior transformată în glucoză-6-fosfat de către o altă enzimă și intră în ciclul glucozei, ajungând să fie folosită în respirația aerobă. Această descompunere a glicogenului pentru a produce glucoză este cunoscută ca fiind glicogenoliza.
Această cale funcționează numai în anumite condiții. Când glicemia este scăzută, hormonul glucagon este secretat de pancreas pentru a ajunge în ficat. Printr-o serie complexă de semnale, determină apoi adăugarea unei grupări fosfat la glicogen fosforilază. Această enzimă este apoi capabilă să adauge gruparea sa fosfat anorganic la glucoză pentru a începe degradarea glicogenului hepatic.
Majoritatea enzimei glicogen fosforilază, un dimer compus din două subunități, este legată de granula de glicogen. Rămâne într-o formă inactivă până când o moleculă de fosfat anorganic este adăugată la o grupă de aminoacizi serină de pe enzimă. Acest lucru îl transformă într-o stare activă și poate începe fosforilarea glucozei.
Glicogen fosforilaza poate fi reglată în moduri alternative, în funcție de grupul de țesuturi. Țesutul muscular folosește multă energie sub formă de adenozin trifosfat (ATP), compus cu trei fosfati de înaltă energie. Când aceasta este descompusă, formează o moleculă cu energie scăzută cu un singur grup fosfat cunoscut sub numele de adenozin monofosfat (AMP). Un mod complet diferit de reglare în țesutul muscular este legarea AMP de enzima de degradare a glicogenului. Acest lucru face ca structura enzimei să se schimbe și apoi poate degrada glicogenul.
Granulele de glicogen sunt o modalitate eficientă de a stoca multă energie chimică într-un spațiu mic. Multe lanțuri de glucoză au ramuri, dar glicogen fosforilaza poate acționa numai asupra unităților terminale de glucoză pe lanțuri liniare. O enzimă specială de deramificare este necesară înainte ca enzima să poată degrada complet glicogenul.