| Фосфофруктокиназа | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||
| Символ | Ппфрукиназа | ||||||||||
| Pfam | PF00365 | ||||||||||
| ИнтерПро | IPR000023 | ||||||||||
| PROSITE | PDOC00336 | ||||||||||
| |||||||||||
Фосфофруктокиназа ( ФФК ) представляет собой фермент киназы, который фосфорилирует фруктозо-6-фосфат в процессе гликолиза .
Функция [ править ]
Катализируемый ферментами перенос фосфорильной группы от АТФ является важной реакцией в широком спектре биологических процессов. [1] Фосфофруктокиназа катализирует фосфорилирование фруктозо-6-фосфата до фруктозо-1,6-бисфосфата , ключевой регулирующий этап в гликолитическом пути . [2] [3] Он аллостерически ингибируется АТФ и аллостерически активируется АМФ , что указывает на энергетические потребности клетки, когда она проходит гликолитический путь. [4] ПФК существует как гомотетрамер у бактерий и млекопитающих.(где каждый мономер имеет 2 одинаковых домена ) и в качестве октомера в дрожжах (где есть 4 альфа- (PFK1) и 4 бета-цепи (PFK2), последние, как и мономеры млекопитающих, обладают 2 аналогичными доменами [3] ) . Этот белок может использовать морфеиновую модель аллостерической регуляции . [5]
PFK имеет длину около 300 аминокислот , и структурные исследования бактериального фермента показали, что он состоит из двух одинаковых (альфа / бета) долей: одна участвует в связывании АТФ, а другая содержит как сайт связывания субстрата, так и аллостерический сайт (a регуляторный сайт связывания, отличный от активного сайта, но это влияет на активность фермента). Идентичные субъединицы тетрамера принимают 2 различные конформации: в «закрытом» состоянии связанный ион магния связывает фосфорильные группы продуктов фермента (АДФ и фруктозо-1,6-бисфосфат); и в «открытом» состоянии, ион магния связывается только АДФ , [6] , как 2 продукты теперь дальше друг от друга. Этиконформации считаются последовательными стадиями пути реакции, который требует закрытия субъединицы, чтобы подвести 2 молекулы достаточно близко для реакции. [6]
Обратная реакция катализируется ферментом фруктозо-1,6-бисфосфатазой.
Семейство фосфофруктокиназ [ править ]
ПФК принадлежит к семейству фосфофруктокиназы В (PfkB) из сахара киназ . [7] Другие члены этого семейства (также известного как семейство рибокиназ) включают рибокиназу (RK), аденозинкиназу (AK), инозинкиназу и 1-фосфофруктокиназу . [7] [8] [9] Члены семейства PfkB / RK идентифицируются по наличию трех консервативных мотивов последовательности . [7] [8] [10] Структуры нескольких белков семейства PfK были определены на основании данных ряда организмов и ферментативной активностиэтого семейства белков показывает зависимость от присутствия пятивалентных ионов. [11] [7] [10] PFK обнаружен в изоформных версиях в скелетных мышцах (PFKM), в печени (PFKL) и тромбоцитах (PFKP), что обеспечивает тканеспецифическую экспрессию и функцию. По-прежнему предполагается, что изоформы могут играть роль в определенных скоростях гликолиза в тканеспецифической среде, в которой они находятся. У людей было обнаружено, что некоторые линии опухолевых клеток человека обладают повышенной гликолитической продуктивностью и коррелируют с повышенным количеством PFKL. [12] [13]
Клиническое значение [ править ]
Дефицит PFK приводит к гликогенозу VII типа (болезнь Таруи), аутосомно-рецессивному заболеванию, характеризующемуся сильной тошнотой, рвотой, мышечными спазмами и миоглобинурией в ответ на всплески интенсивных или энергичных упражнений. [3] Больные обычно могут вести достаточно обычный образ жизни, научившись регулировать уровень активности. [3]
Регламент [ править ]
У человека есть два разных фермента фосфофруктокиназы:
| Тип | Синонимы | Номер ЕС | Субстрат | Товар | Гены паралогов |
|---|---|---|---|---|---|
| Фосфофруктокиназа 1 | 6-фосфофруктокиназа фосфогексокиназа | EC 2.7.1.11 | Фруктоза 6-фосфат | Фруктозо-1,6-бисфосфат | PFKL , PFKM , PFKP |
| Фосфофруктокиназа 2 | 6-фосфофрукто-2-киназа | EC 2.7.1.105 | Фруктозо-2,6-бисфосфат | PFKFB1 , PFKFB2 , PFKFB3 , PFKFB4 |
См. Также [ править ]
- Дефицит фосфофруктокиназы ( GSD тип VII, болезнь Таруи)
Ссылки [ править ]
- ^ Evans PR, Hellinga HW (1987). «Мутации в активном центре фосфофруктокиназы Escherichia coli». Природа . 327 (6121): 437–439. Bibcode : 1987Natur.327..437H . DOI : 10.1038 / 327437a0 . PMID 2953977 .
- Перейти ↑ Wegener G, Krause U (2002). «Различные способы активации фосфофруктокиназы, ключевого регуляторного фермента гликолиза, в работающих мышцах позвоночных». Biochem. Soc. Пер . 30 (2): 264–270. DOI : 10,1042 / bst0300264 . PMID 12023862 .
- ^ а б в г Рабен Н., Эксельберт Р., Шпигель Р., Шерман Дж. Б., Накадзима Н., Плотц П., Хайниш Дж. (1995). «Функциональная экспрессия человеческой мутантной фосфофруктокиназы в дрожжах: генетические дефекты у французских канадских и швейцарских пациентов с дефицитом фосфофруктокиназы» . Являюсь. J. Hum. Genet . 56 (1): 131–141. PMC 1801305 . PMID 7825568 .
- ^ Гарретт, Реджинальд; Гришэм, Реджинальд (2012). Биохимия . Cengage Learning. п. 585. ISBN 978-1133106296.
- ^ Т. Селвуд; EK Jaffe. (2011). «Динамические диссоциирующие гомоолигомеры и контроль функции белков» . Arch. Biochem. Биофиз . 519 (2): 131–43. DOI : 10.1016 / j.abb.2011.11.020 . PMC 3298769 . PMID 22182754 .
- ^ a b Shirakihara Y, Evans PR (1988). «Кристаллическая структура комплекса фосфофруктокиназы Escherichia coli с продуктами ее реакции». J. Mol. Биол . 204 (4): 973–994. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (88) 90056-3 . PMID 2975709 .
- ^ a b c d Park J, Gupta RS: Аденозинкиназа и рибокиназа - семейство белков RK. Cell Mol Life Sci 2008, 65: 2875-2896.
- ^ a b Борк П., Сандер С., Валенсия A: Конвергентная эволюция сходной ферментативной функции на разных белковых складках: гексокиназа, рибокиназа и семейства галактокиназ сахарокиназ. Protein Sci 1993, 2: 31-40.
- ^ Spychala J, Datta NS, Takabayashi K, Datta M, Fox IH, Gribbin T, Mitchell BS: Клонирование кДНК аденозинкиназы человека: сходство последовательностей с микробными рибокиназами и фруктокиназами. Proc Natl Acad Sci USA 1996, 93: 1232-1237.
- ^ a b Maj MC, Singh B, Gupta RS: Зависимость от пятивалентных ионов - это законсервированное свойство аденозинкиназы из различных источников: идентификация нового мотива, участвующего в связывании ионов фосфата и магния и ингибировании субстрата. Биохимия 2002, 41: 4059-4069.
- ^ Сигрелл Дж. А., Камерон А. Д., Джонс Т. А., Моубрей С. Л.: Структура рибокиназы Escherichia coli в комплексе с рибозой и динуклеотидом, определенная с точностью 1,8 Разрешение: понимание нового семейства структур киназ. Структура 1998, 6: 183-193.
- ↑ Сола-Пенна, Мауро; Да Силва, Даниэль; Коэльо, Вагнер С .; Marinho-Carvalho, Monica M .; Занкан, Патрисия (ноябрь 2010 г.). «Регуляция мышечного типа 6-фосфофрукто-1-киназы и ее значение для контроля метаболизма» . IUBMB Life . 62 (11): 791–796. DOI : 10.1002 / iub.393 . ISSN 1521-6543 . PMID 21117169 .
- ^ Ausina, Priscila; Да Силва, Даниэль; Майерович, Давид; Занкан, Патрисия; Сола-Пенна, Мауро (июль 2018 г.). «Инсулин специфически регулирует экспрессию изоформ фосфофруктокиназы печени и мышц». Биомедицина и фармакотерапия . 103 : 228–233. DOI : 10.1016 / j.biopha.2018.04.033 . ISSN 0753-3322 . PMID 29655163 .
Внешние ссылки [ править ]
- Фосфофруктокиназы в медицинских предметных рубриках Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
