Glikogen fosforilaza je enzim koji regulira korištenje pohranjene glukoze kao izvora energije. Stvara glukozu za metabolizam kada je razina šećera u krvi niska. Postoji više oblika koji se nalaze u ljudi, prvenstveno u mišićima i jetri, a neki i u mozgu. Budući da ovaj enzim kontrolira prvi korak iskorištenja glukoze, on je složen i visoko reguliran. Tjelesne zalihe glukoze su u obliku glikogena, koji je dugačak, razgranati lanac od tisuća jedinica glukoze pohranjenih u obliku granula.
Budući da je glukoza primarni ugljikohidrat koji tijelo koristi kao gorivo, njezino skladištenje i korištenje strogo su regulirani. Glikogen fosforilaza provodi prvi korak u razgradnji glikogena polimera za pohranu glukoze kako bi se proizvele pojedinačne jedinice glukoze. Ovaj enzim dodaje molekulu anorganskog fosfata jedinici glukoze na kraju lanca glikogena, pretvarajući je u glukoza-1-fosfat i oslobađajući je od glikogena. Molekula glukoza-1-fosfata se potom transformira u glukoza-6-fosfat pomoću drugog enzima i ulazi u ciklus glukoze, a na kraju se koristi u aerobnom disanju. Ova razgradnja glikogena za proizvodnju glukoze je poznata kao glikogenoliza.
Ovaj put djeluje samo pod određenim uvjetima. Kada je šećer u krvi nizak, gušterača luči hormon glukagon koji završava u jetri. Složenim nizom signala onda uzrokuje dodavanje fosfatne skupine glikogen fosforilazi. Ovaj enzim je tada sposoban dodati svoju anorgansku fosfatnu skupinu glukozi kako bi započeo razgradnju jetrenog glikogena.
Većina enzima glikogen fosforilaze, dimera koji se sastoji od dvije podjedinice, vezan je za granulu glikogena. Ostaje u neaktivnom obliku sve dok se anorganska molekula fosfata ne doda serinskoj aminokiselinskoj skupini na enzimu. To ga pretvara u aktivno stanje i može početi fosforilirati glukozu.
Glikogen fosforilaza može se regulirati na alternativne načine, ovisno o skupini tkiva. Mišićno tkivo koristi puno energije u obliku visokoenergetskog trifosfatnog spoja adenozin trifosfata (ATP). Kada se to razgradi, tvori niskoenergetsku molekulu s jednom fosfatnom skupinom poznatom kao adenozin monofosfat (AMP). Potpuno drugačiji način regulacije u mišićnom tkivu je vezanje AMP-a na enzim koji razgrađuje glikogen. To uzrokuje promjenu strukture enzima, a zatim može razgraditi glikogen.
Granule glikogena su učinkovit način pohranjivanja velike količine kemijske energije u malom prostoru. Mnogi lanci glukoze imaju grane, ali glikogen fosforilaza može djelovati samo na terminalne jedinice glukoze na linearnim lancima. Potreban je poseban enzim za razgrađivanje prije nego što enzim u potpunosti razgradi glikogen.