Fosfofruktokinaza - Phosphofructokinase

Dostępne struktury białek:
Pfam	konstrukcje / ECOD
PDB	RCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsum	podsumowanie struktury
PDB	PDB : 1kzh PDB : 1m do PDB : 1pfk PDB : 3pfk PDB : 4pfk PDB : 6pfk

Fosfofruktokinaza
Identyfikatory
Symbol	Ppfruckinase
Pfam	PF00365
InterPro	IPR000023
PROSITE	PDOC00336
Dostępne struktury białek:
Pfam	konstrukcje / ECOD
PDB	RCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsum	podsumowanie struktury
PDB	PDB : 1kzh PDB : 1m do PDB : 1pfk PDB : 3pfk PDB : 4pfk PDB : 6pfk

Fosfofruktokinaza ( PFK ) jest enzymem kinazowym, który fosforyluje fruktozo-6-fosforan w procesie glikolizy .

Funkcjonować

Katalizowane enzymatycznie przeniesienie grupy fosforylowej z ATP jest ważną reakcją w wielu różnych procesach biologicznych. Fosfofruktokinaza katalizuje fosforylację fruktozo-6-fosforanu do fruktozo-1,6-bisfosforanu , kluczowego kroku regulacyjnego na szlaku glikolitycznym . Jest allosterycznie hamowany przez ATP i allosterycznie aktywowany przez AMP , co wskazuje na energetyczne potrzeby komórki, gdy przechodzi ona szlak glikolityczny. PFK występuje jako homotetramer u bakterii i ssaków (gdzie każdy monomer posiada 2 podobne domeny ) oraz jako oktomer w drożdżach (gdzie są 4 łańcuchy alfa (PFK1) i 4 beta (PFK2), ten ostatni, podobnie jak monomery ssaków posiadający 2 podobne domeny). Białko to może wykorzystywać model morfeiny regulacji allosterycznej .

PFK ma długość około 300 aminokwasów , a badania strukturalne enzymu bakteryjnego wykazały, że składa się z dwóch podobnych (alfa / beta) płatów: jednego zaangażowanego w wiązanie ATP, a drugiego zawierającego zarówno miejsce wiązania substratu, jak i miejsce allosteryczne (a regulatorowe miejsce wiązania różni się od miejsca aktywnego, ale wpływa to na aktywność enzymu). Identyczne podjednostki tetramerowe przyjmują 2 różne konformacje: w stanie „zamkniętym” związany jon magnezu łączy grupy fosforylowe produktów enzymatycznych (ADP i fruktozo-1,6-bisfosforan); aw stanie „otwartym” jon magnezu wiąże tylko ADP , ponieważ dwa produkty są teraz dalej od siebie. Uważa się, że te konformacje są kolejnymi etapami szlaku reakcji, który wymaga zamknięcia podjednostki, aby doprowadzić 2 cząsteczki wystarczająco blisko do reakcji.

Odwrotna reakcja jest katalizowana przez enzym fruktozo-1,6-bisfosfatazę.

Rodzina fosfofruktokinaz

PFK należy do rodziny kinaz cukrowych fosfofruktokinaz B (PfkB) . Inni członkowie tej rodziny (znani również jako rodzina rybokinaz) obejmują rybokinazę (RK), kinazę adenozynową (AK), kinazę inozynową i 1-fosfofruktokinazę . Członkowie rodziny PfkB / RK są identyfikowani na podstawie obecności trzech konserwatywnych motywów sekwencji . Struktury kilku rodzin białek PfK zostały określone na podstawie wielu organizmów, a aktywność enzymatyczna tej rodziny białek wykazuje zależność od obecności jonów pięciowartościowych. PFK występuje w wersjach izoformowych w mięśniach szkieletowych (PFKM), wątrobie (PFKL) i płytkach krwi (PFKP), umożliwiając ekspresję i funkcje specyficzne dla tkanki . Wciąż spekuluje się, że izoformy mogą odgrywać rolę w określonych szybkościach glikolitycznych w specyficznych dla tkanek środowiskach, w których się znajdują. Stwierdzono u ludzi, że niektóre linie ludzkich komórek nowotworowych mają zwiększoną produktywność glikolityczną i korelują ze zwiększoną ilością PFKL.

Znaczenie kliniczne

Niedobór PFK prowadzi do glikogenezy typu VII (choroba Tarui), autosomalnego recesywnego zaburzenia charakteryzującego się ciężkimi nudnościami, wymiotami, skurczami mięśni i mioglobinurią w odpowiedzi na napady intensywnego lub energicznego wysiłku. Osoby cierpiące na tę chorobę są zwykle w stanie prowadzić normalne życie, ucząc się dostosowywania poziomów aktywności.

Rozporządzenie

Istnieją dwa różne enzymy fosfofruktokinaza u ludzi:

Rodzaj	Synonimy	Numer WE	Podłoże	Produkt	Geny paralogów
Fosfofruktokinaza 1	6-fosfofruktokinaza phosphohexokinase	WE 2.7.1.11	Fruktozo-6-fosforan	Fruktozo-1,6-bisfosforan	PFKL , PFKM , PFKP
Fosfofruktokinaza 2	Kinaza 6-fosfofrukto-2	WE 2.7.1.105	Fruktozo-6-fosforan	Fruktozo-2,6-bisfosforan	PFKFB1 , PFKFB2 , PFKFB3 , PFKFB4