Glükogeenfosforülaas on ensüüm, mis reguleerib salvestatud glükoosi kasutamist energiaallikana. Kui veresuhkru tase on madal, toodab see ainevahetuse jaoks glükoosi. Inimestel leidub mitmeid vorme, peamiselt lihastes ja maksas ning mõned ajus. Kuna see ensüüm kontrollib glükoosi kasutamise esimest etappi, on see keeruline ja väga reguleeritud. Organismi glükoosivarud on glükogeeni kujul, mis on pikk hargnev ahel, mis koosneb tuhandetest graanulitena talletatud glükoosiühikutest.
Kuna glükoos on peamine süsivesik, mida keha kasutab kütusena, on selle säilitamine ja kasutamine rangelt reguleeritud. Glükogeenfosforülaas teostab esimese sammu glükoosi säilitava polümeeri glükogeeni lagunemisel, et toota üksikuid glükoosiühikuid. See ensüüm lisab glükogeeniahela otsas olevale glükoosiühikule anorgaanilise fosfaadi molekuli, muutes selle glükoos-1-fosfaadiks ja vabastades selle glükogeenist. Glükoos-1-fosfaadi molekul muundatakse seejärel teise ensüümi toimel glükoos-6-fosfaadiks ja siseneb glükoositsüklisse, mille tulemusena kasutatakse seda aeroobses hingamises. Seda glükogeeni lagunemist glükoosi tootmiseks nimetatakse glükogenolüüsiks.
See rada toimib ainult teatud tingimustel. Kui veresuhkru tase on madal, eritub kõhunäärme hormoon glükagooni, mis jõuab maksa. Keerulise signaalirea kaudu põhjustab see seejärel fosfaatrühma lisamise glükogeeni fosforülaasile. See ensüüm on seejärel võimeline lisama glükoosile oma anorgaanilise fosfaatrühma, et alustada maksa glükogeeni lagunemist.
Suurem osa glükogeeni fosforülaasi ensüümist, kahest alaühikust koosnev dimeer, on seotud glükogeenigraanuliga. See jääb passiivseks vormiks, kuni ensüümi seriini aminohapperühma lisatakse anorgaaniline fosfaadi molekul. See muudab selle aktiivseks olekuks ja see võib alustada glükoosi fosforüülimist.
Glükogeenfosforülaasi saab reguleerida erinevatel viisidel, sõltuvalt koerühmast. Lihaskude kasutab suure energiasisaldusega kolme fosfaadi ühendi adenosiintrifosfaadi (ATP) kujul palju energiat. Kui see laguneb, moodustab see madala energiatarbega molekuli koos ühe fosfaatrühmaga, mida tuntakse adenosiinmonofosfaadina (AMP). Täiesti erinev reguleerimisviis lihaskoes on AMP seondumine glükogeeni lagundava ensüümiga. See põhjustab ensüümi struktuuri nihkumise ja seejärel võib glükogeeni lagundada.
Glükogeeni graanulid on tõhus viis suure hulga keemilise energia salvestamiseks väikeses ruumis. Paljudel glükoosiahelatel on harud, kuid glükogeeni fosforülaas võib toimida ainult lineaarsete ahelate glükoosi terminaalsetele ühikutele. Selleks, et ensüüm saaks glükogeeni täielikult lagundada, on vaja spetsiaalset hargnemist eemaldavat ensüümi.