Фосфофруктокіназа

Фосфофруктокіназа (ФФК) — це фермент-кіназа, який фосфорилює фруктозо-6-фосфат у процесі гліколізу.

Функція Ферментативно-каталізований перенос фосфорильної групи з АТФ є важливою реакцією в широкому спектрі біологічних процесів. Фосфофруктокіназа каталізує фосфорилювання фруктозо-6-фосфату до фруктозо-1,6-бісфосфату, що є ключовим регуляторним кроком у гліколітичному шляху. Вона алостерично інгібується АТФ та алостерично активується АМФ, що вказує на енергетичні потреби клітини під час проходження гліколітичного шляху. ФФК існує як гомотетрамер у бактерій та ссавців (де кожен мономер має 2 подібні домени) та як октомер у дріжджах (де є 4 альфа- (PFK1) та 4 бета-ланцюги (PFK2), останній, як і мономери ссавців, має 2 подібні домени). Цей білок може використовувати морфеїнову модель алостеричної регуляції

ФФК складається з близько 300 амінокислот, а дослідження бактеріального ферменту показали, що він має дві подібних (альфа/бета) частки: одна бере участь у зв'язуванні АТФ, а інша містить як сайт зв'язування субстрату, так і алостеричний сайт (регуляторний сайт зв'язування, відмінний від активного центру, але який впливає на активність ферменту). Ідентичні тетрамерні субодиниці приймають 2 різні конформації: у «закритому» стані зв'язаний іон магнію з'єднує фосфорильні групи продуктів ферменту (АДФ та фруктозо-1,6-бісфосфат); а у «відкритому» стані іон магнію зв'язує лише АДФ, оскільки 2 продукти тепер розташовані далеко один від одного. Вважається, що ці конформації є послідовними стадіями реакційного шляху, який вимагає замикання субодиниць, для того, щоб дві молекули були достатньо близькими для реакції.

Каталізатором зворотної реакції є фермент фруктозо-1,6-бісфосфатаза.

Сімейство фосфофруктокіназ ФФК належить до родини фосфофруктокінази B цукрових кіназ (PfkB). Інші члени цієї родини (також відомої як родина рибокіназ) включають рибокіназу (RK), аденозинкіназу (AK), інозинкіназу та 1-фосфофруктокіназу. Члени родини PfkB/RK ідентифікуються за наявністю трьох консервативних послідовних мотивів. Структури кількох білків родини PfK були визначені з низки організмів, і ферментативна активність цієї родини білків показує залежність від присутності п'ятивалентних іонів. ФФК знаходиться в ізоформних версіях у скелетних м'язах (ФФКМ), печінці (ФФКП) та тромбоцитах (ФФКТ), що забезпечує тканинно-специфічну експресію та функцію. Досі припускають, що ізоформи можуть відігравати певну роль у специфічних швидкостях гліколізу в тканинно-специфічних середовищах, в яких вони знаходяться. Було виявлено, що у людей деякі лінії пухлинних клітин людини мали підвищену гліколітичну продуктивність і корелювали зі збільшенням кількості ФФКП.

Клінічне значення Дефіцит ФФК призводить до глікогенозу VII типу (хвороба Таруї) — аутосомно-рецесивного захворювання, що характеризується сильною нудотою, блюванням, м'язовими судомами та міоглобінурією у відповідь на сплески інтенсивних або енергійних фізичних навантажень. Хворі зазвичай здатні вести досить звичайне життя, навчившись регулювати рівень активності.

Регулювання У людини є два різних ферменти фосфофруктокінази: Тип Синоніми Номер ЄС Субстрат Продукт Паралогічні гени Фосфофруктокіназа 1 6-фосфофруктокіназа фосфогексокіназа Фруктоза-6-фосфат Фруктоза-1,6-бісфосфат ПФКЛ, ПФКМ, ПФКП Фосфофруктокіназа 2 6-фосфофрукто-2-кіназа Фруктоза-2,6-бісфосфат PFKFB1, PFKFB2, PFKFB3, PFKFB4

Див. також

Дефіцит фосфофруктокінази (глікогеноз VII типу, хвороба Таруї)

Примітки