Глюкокиназа (Шифр КФ 2.7.1.2) представляет собой фермент, который способствует фосфорилированию глюкозы до глюкозо-6-фосфата. Глюкокиназа содержится в клетках печени и поджелудочной железы человека и большинства других позвоночных. В каждом из этих органов он играет важную роль в регулировании углеводного обмена, действуя как датчик глюкозы, вызывая сдвиги в метаболизме или функциях клеток в ответ на повышение или понижение уровня глюкозы, например, после еды или при голодании. Мутации гена этого фермента могут вызывать необычные формы диабета или гипогликемии.
Глюкокиназа (ГК) представляет собой изофермент гексокиназы, гомологично связанный по крайней мере с тремя другими гексокиназами[1]. Все гексокиназы могут опосредовать фосфорилирование глюкозы до глюкозо-6-фосфата (Г6Ф), что является первой стадией как синтеза гликогена, так и гликолиза. Однако глюкокиназа кодируется отдельным геном, и её отличительные кинетические свойства позволяют ей выполнять другой набор функций. Глюкокиназа имеет более низкое сродство к глюкозе, чем другие гексокиназы, и её активность локализована в нескольких типах клеток, в результате чего остальные три гексокиназы являются более важными факторами подготовки глюкозы для гликолиза и синтеза гликогена для большинства тканей и органов. Из-за этого пониженного сродства активность глюкокиназы в обычных физиологических условиях существенно варьируется в зависимости от концентрации глюкозы[2].
Альтернативные названия этого фермента: человеческая гексокиназа IV, гексокиназа D и АТФ:D-гексоза 6-фосфотрансфераза, ЕС 2.7.1.1 (ранее 2.7.1.2). Общее название глюкокиназа происходит от её относительной специфичности к глюкозе в физиологических условиях.
Некоторые биохимики утверждают, что следует отказаться от названия глюкокиназа как вводящего в заблуждение, поскольку этот фермент может фосфорилировать другие гексозы в правильных условиях, а у бактерий есть отдалённо родственные ферменты с более абсолютной специфичностью для глюкозы, которые лучше заслуживают названия и EC 2.7. 1.2 Архивная копия от 19 октября 2003 на Wayback Machine[2][3]. Тем не менее, название глюкокиназа остаётся предпочтительным в контексте медицины и физиологии млекопитающих.
Другая глюкозокиназа млекопитающих, АДФ-специфическая глюкокиназа, была открыта в 2004 году[4] Этот ген отличается и похож на ген примитивных организмов. Он зависит от АДФ, а не от АТФ (что предполагает возможность более эффективного функционирования при гипоксии), а метаболическую роль и важность ещё предстоит выяснить.
Основным физиологическим субстратом глюкокиназы является глюкоза, а наиболее важным продуктом — глюкозо-6-фосфат. Другой необходимый субстрат, из которого получают фосфат, — это аденозинтрифосфат (АТФ), который при удалении фосфата превращается в аденозиндифосфат (АДФ).