Incorporando efeitos covalentes e alostéricos em equações de taxa: o caso da glicogênio sintase muscular

Várias enzimas foram descritas como submetidas a regulação alostérica e covalente, mas, até o momento, não existe uma descrição cinética sucinta capaz de considerar esses dois mecanismos de regulação. A glicogênio sintase muscular, uma enzima implicada na patogênese de várias doenças metabólicas, é ativada por glicose 6-fosfato e inibida por ATP e fosforilação em múltiplos sítios. Uma descrição cinética da glicogênio sintase poderia fornecer insights sobre a importância relativa desses modificadores. No presente estudo, mostramos, utilizando otimização de parâmetros não lineares com uma estimativa de peso robusta, que um modelo de Monod-Wyman-Changeux no qual a fosforilação favorece a conformação inativa T fornece uma descrição satisfatória da cinética da glicogênio sintase muscular. O modelo de melhor ajuste sugere que glicose 6-fosfato e ATP competem pelo mesmo sítio alostérico, mas que o ATP também compete com o substrato UDP-glicose pelo sítio ativo. A novidade da nossa abordagem reside em tratar a modificação covalente como equivalente a modificação alostérica. Usando a equação de taxa obtida, exploramos a relação entre a atividade da enzima e o estado de fosforilação, mostrando que concorda com os resultados experimentais. A metodologia que propomos também poderia ser aplicada a outras enzimas que sofrem tanto modificação alostérica quanto covalente.