Гликогено́лиз — биохимический процесс расщепления гликогена до глюкозо-6-фосфата, и далее, в ряде случаев, до глюкозы. Осуществляется главным образом в печени и скелетных мышцах[1]. Основная задача гликогенолиза — поддержание в организме на постоянном уровне содержания доступных источников энергии: глюкозы в крови[2] и глюкозо-6-фосфата в скелетных мышцах. Регуляция гликогенолиза осуществляется совместно с регуляцией гликогеногенеза, эти два процесса протекают попеременно, в печени — в зависимости от уровня глюкозы в крови, в мышцах — от наличия или отсутстия мышечной активности. Важнейшими гормонами, участвующими в регуляции гликогеногенеза, являются инсулин, глюкагон и адреналин[3].
Гликоген, запасаемый в тканях животных, и крахмал, запасаемый растениями, могут быть мобилизованы клеткой для получения энергии при помощи гликогенолиза — фосфоролитической реакции, осуществляемой, прежде всего, ферментами гликогенфосфорилазой (или крахмалфосфорилазой у растений). Эти ферменты катализируют атаку неорганическим фосфатом (α1→4) гликозидной связи, соединяющей два крайних остатка глюкозы на неветвящемся конце, в результате чего образуется глюкозо-1-фосфат и глюкозный полимер, содержащий на 1 глюкозный остаток меньше исходного (к расщеплению (α1→6)-гликозидных связей они не способны). Часть энергии гликозидной связи при этом запасается эфирной связи, соединяющей фосфат с глюкозой в глюкозо-1-фосфате. Гликогенфосфорилаза (или крахмалфосфорилаза) продолжает отщеплять по одному глюкозному остатку до тех пор, пока она не дойдёт до последних четырёх глюкозных остатков на пути к точке ветвления полисахарида (т. е. гликозидной связи (α1→6)), где фермент останавливает свое действие. Далее в работу вступает олигосахарилтрансфераза, которая переносит три глюкозных остатка, ближних к концу неветвящегося участка, на нередуцирующий конец цепи и таким образом удлиняет её. Оставшийся фрагмент глюкозы, соединённый с основной неветвящейся цепью (α1→6)-гликозидной связью, отщепляется (α1→6)-гликозидазой в виде свободной глюкозы, которая далее также фосфорилируется до глюкозо-6-фосфата при участии фермента гексокиназы[4].
Образовавшийся при отщеплении глюкозных остатков глюкозо-1-фосфат переводится в глюкозо-6-фосфат ферментом фосфоглюкомутазой, катализирующим обратимую реакцию: