Phosphofructokinase-1
Den phosphofructokinase-1 ( PFK-1 ) er et phosphotransferase som katalyserer den reaktion :
|
+ ATP → ADP + |
|
| β- D- fruktose-6-phosphat | β- D- fruktose-1,6-bisphosphat |
Dette enzym er involveret i 3 th fase af glycolyse at katalysere omdannelsen af β- D -fructose-6-phosphat i β- D -fructose-1,6-bisphosphat ved phosphorylering fra et molekyle af ATP , hydrolyseres i ADP + Pi . Dette energiforbrug gør dette trin irreversibelt og udgør et vigtigt reguleringspunkt for hastigheden af glykolyse. En kation af Mg2 + er involveret som en kofaktor i denne reaktion.
6-Phosphofructokinase| EF-nr. | EC |
|---|---|
| CAS-nummer | |
| Kofaktor (er) | Mg 2+ |
| IUBMB | IUBMB-post |
|---|---|
| IntEnz | IntEnz-visning |
| BRENDA | BRENDA indgang |
| KEGG | KEGG-indgang |
| MetaCyc | Metabolisk vej |
| PRIAM | Profil |
| FBF | Strukturer |
| GÅ | AmiGO / EGO |
| Pfam | PF00365 |
|---|---|
| Klan Pfam | CL0240 |
| InterPro | IPR000023 |
| PROSITY | PDOC00336 |
| SCOP | 5pfk |
| OVERFAMILIE | 5pfk |
Der er, hovedsageligt i andre organismer end dyr , forskellige enzymer, der er i stand til at phosphorylere fructose-6-phosphat fra uorganisk pyrophosphat i stedet for ATP. Dette er tilfældet med diphosphatfructose-6-phosphat 1-phosphotransferase (PFP), som findes i mange planter , visse bakterier , arkæer og protister . Sjældne arkæer har en variant af phosphofructokinase, denne gang ved hjælp af ADP og ikke ATP.
Regulering
Phosphofructokinase-1 er et vigtigt reguleringspunkt for hastigheden af glykolyse hos pattedyr . Dette trin er underlagt betydelig regulering ikke kun fordi det er stærkt exergonisk under fysiologiske forhold, men frem for alt fordi phosphorylering af fruktose 6-phosphat til fruktose 1,6-bisphosphat, hvor phosphofructokinase-1 hovedsageligt er involveret, er den første irreversible reaktionsspecifikke til glykolyse. Dette gør det muligt at kontrollere på dette niveau mængden af oses - glukose , galactose , fruktose - nedbrudt på denne måde. Før PFK-1's virkning bevarer glucose-6-phosphat muligheden for at blive metaboliseret af pentose-phosphatvejen eller blive omdannet til glucose-1-phosphat af phosphoglucomutase for at komme ind i processen med glykogenogenese .
Den fine regulering af PFK-1 forhindrer netop glykogenogenese og glykolyse i at blive aktiveret på samme tid. Der er imidlertid interkonversioner mellem fruktose-6-phosphat og fruktose-1,6-bisphosphat . Den fructose-1,6-bisphosphatase (FBPase) katalyserer hydrolysen af fructose-1,6-bisphosphat til fructose-6-phosphat, det vil sige stort set den omvendte reaktion af den katalyseres af PFK-1. FBPase forbliver svagt aktiv under glykolyse, mens PFK-1 forbliver svagt aktiv under glykogenogenese, hvilket resulterer i cykliske interkonverteringer med lav intensitet mellem fruktose-6-phosphat og fructose-1,6-bisphosphat. Denne cyklus forstærker metaboliske signaler og producerer varme ved nettohydrolysen af et ATP-molekyle ved hver drejning af cyklussen.
Hæmning
PFK-1 hæmmes allosterisk af høje niveauer af ATP , men AMP løfter den inhiberende virkning af ATP. På denne måde øges enzymets aktivitet med forholdet [AMP] / [ATP], hvilket gør det muligt at stimulere glykolyse, når energibelastningen i cellen falder. PFK-A har faktisk to ATP-bindingssteder, som kan fungere både som et substrat og som en allosterisk inhibitor.
En lav pH øger ATP's hæmmende virkning. PH-værdien falder, når musklen fungerer anaerobt ved at producere lactat - selvom lactat ikke er den direkte årsag til denne forsuring. Denne yderligere hæmning har den virkning at beskytte muskelen mod konsekvenserne af overdreven forsuring.
Den glucagon har en indirekte inhiberende virkning ved at aktivere proteinkinase A , som inhiberer aktiviteten kinase andet enzym phosphofructokinase-2 (PFK-2); eller PFK-2 omdanner fruktose-6-phosphat til fruktose-2,6-bisphosphat , som er en kraftig aktivator af PFK-1: glucagon har således den virkning at undertrykke den indirekte aktiverende virkning af fruktose-6- phosphat via fruktose-2 6-bisphosphat.
Endelig inhiberes PFK-1 af phosphoenolpyruvat og citrat . Førstnævnte er et produkt af glykolyse, mens sidstnævnte er en indikator for Krebs-cyklusaktivitet .
Aktivering
Den AMP er en allosterisk aktivator af phosphofructokinase-1, men den mest potente aktivator forbliver den fructose-2,6-biphosphat , som også er afledt af fructose-6-phosphat ved indvirkning af phosphofructokinase 2 , af, således at niveauet af fructose- 2,6-bisphosphat stiger med fructose-6-phosphat. Binding af fruktose-2,6-bisphosphat til enzymet øger sidstnævntes affinitet for fructose-6-phosphat og reducerer den inhiberende virkning af ATP, hvilket fremskynder glykolyse, når glucose er rigelig.
Den serotonin aktiverer PFK-1 for så vidt som den binder til en serotoninreceptor , der har den virkning at phosphorylering en rest af tyrosin af enzymet; denne fosforylering omfordeler enzymet i skeletmuskelceller , så serotonin også har en virkning på glykolyse.
Noter og referencer
- Værdierne for massen og antallet af rester, der er angivet her, er værdierne for proteinforløberen, der er resultatet af translationen af genet , før posttranslationsmodifikationer og kan afvige væsentligt fra de tilsvarende værdier Til det funktionelle protein .
- J.M. Berg, JL Tymoczko og L. Stryer, Biochemistry , WH Freeman and Company ,2002( læs online ) , Afsnit 16.2 Den glykolytiske vej kontrolleres tæt
- (i) Michael I. Lindinger, John M. Kowalchuk og George JF Heigenhauser , " Anvendelse fysisk-kemiske principper til skeletmuskulaturen syre-base-status " , American Journal of Physiology , bd. 289, nr . 3, September 2005, R891-R894 ( PMID 16105823 , DOI 10.1152 / ajpregu.00225.2005 , læs online )
- (i) Wagner Santos Coelho og Mauro Sola-Penna , " Serotonin regulerer 6-phosphofructo-1 kinaseaktivitet i en PLC-PKC-CaMK II og Janus kinase-afhængig signalvej " , Molecular and Cellular Biochemistry , vol. 372, nr . 1, Januar 2013, s. 211-220 ( PMID 23010892 , DOI 10.1007 / s11010-012-1462-0 , læs online )