Фосфофруктокиназа
| Фосфофруктокиназа | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | Ппфрукиназа | ||
| Пфам | PF00365 | ||
| ИнтерПро | IPR000023 | ||
| PROSITE | PDOC00336 | ||
| |||
Фосфофруктокиназа ( PFK ) представляет собой фермент киназу , который фосфорилирует фруктозо-6-фосфат при гликолизе .
Функция
[ редактировать ]Катализируемый ферментами перенос фосфорильной группы от АТФ является важной реакцией в самых разных биологических процессах. [1] Фосфофруктокиназа катализирует фосфорилирование фруктозо-6-фосфата во фруктозо-1,6-бисфосфат , ключевой регуляторный этап гликолитического пути . [2] [3] Он аллостерически ингибируется АТФ и аллостерически активируется АМФ , что указывает на энергетические потребности клетки, когда она проходит гликолитический путь. [4] PFK существует в виде гомотетрамера у бактерий и млекопитающих (где каждый мономер имеет 2 одинаковых домена ) и в виде октомера у дрожжей (где имеется 4 альфа- (PFK1) и 4 бета-цепи (PFK2), последние, как и мономеры млекопитающих , обладающий 2 похожими доменами [3] ). Этот белок может использовать морфеиновую модель аллостерической регуляции . [5]
PFK составляет около 300 аминокислот Длина , и структурные исследования бактериального фермента показали, что он состоит из двух схожих (альфа/бета) долей: одна участвует в связывании АТФ, а другая содержит как сайт связывания субстрата, так и аллостерический сайт (а регуляторный сайт связывания отличается от активного сайта, но влияет на активность фермента). Идентичные субъединицы тетрамера принимают две разные конформации: в «закрытом» состоянии связанный ион магния соединяет фосфорильные группы продуктов фермента (АДФ и фруктозо-1,6-бисфосфат); а в «открытом» состоянии ион магния связывает только АДФ , [6] поскольку эти два продукта теперь находятся дальше друг от друга. эти конформации Считается, что представляют собой последовательные стадии пути реакции , который требует закрытия субъединиц, чтобы две молекулы оказались достаточно близко для взаимодействия. [6]
Обратная реакция катализируется ферментом фруктозо-1,6-бисфосфатазой. [ нужна ссылка ]
Семейство фосфофруктокиназ
[ редактировать ]фосфофруктокиназы В (PfkB) ПФК принадлежит к семейству сахаркиназ . [7] Другие члены этого семейства (также известного как семейство рибокиназ) включают рибокиназу (RK), аденозинкиназу (АК), 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 ряде организмов, и ферментативная активность этого семейства белков зависит от присутствия пятивалентных ионов. [11] [7] [10] PFK обнаруживается в изоформных версиях в скелетных мышцах (PFKM), печени ( PFKL) и тромбоцитах (PFKP), что обеспечивает тканеспецифическую экспрессию и функцию. До сих пор 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 имели повышенную гликолитическую продуктивность и коррелировали с повышенным количеством PFKL. [12] [13]
Клиническое значение
[ редактировать ]Дефицит ПФК приводит к гликогенозу VII типа (болезнь Таруи), аутосомно-рецессивному заболеванию, характеризующемуся тяжелой тошнотой, рвотой, мышечными судорогами и миоглобинурией в ответ на всплески интенсивных или энергичных упражнений. [3] Больные обычно могут вести достаточно обычную жизнь, научившись регулировать уровень активности. [3]
Регулирование
[ редактировать ]У человека есть два разных фермента фосфофруктокиназы:
| Тип | Синонимы | Номер ЕС | Субстрат | Продукт | Гены-паралоги |
|---|---|---|---|---|---|
| Фосфофруктокиназа 1 | 6-фосфофруктокиназа фосфогексокиназа | ЭК 2.7.1.11 |  Фруктозо-6-фосфат |  Фруктозо-1,6-бисфосфат | ПФКЛ , ПФКМ , ПФКП |
| Фосфофруктокиназа 2 | 6-фосфофрукто-2-киназа | ЭК 2.7.1.105 |  Фруктозо-2,6-бисфосфат | ПФКФБ1 , ПФКФБ2 , ПФКФБ3 , ПФКФБ4 |
См. также
[ редактировать ]- Дефицит фосфофруктокиназы ( ГСД VII типа, болезнь Таруи)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Хеллинга HW, Эванс PR (1987). «Мутации в активном центре фосфофруктокиназы Escherichia coli». Природа . 327 (6121): 437–439. Бибкод : 1987Natur.327..437H . дои : 10.1038/327437a0 . ПМИД 2953977 . S2CID 4357039 .
- ^ Вегенер Г., Краузе У. (апрель 2002 г.). «Различные способы активации фосфофруктокиназы, ключевого регуляторного фермента гликолиза, в работающих мышцах позвоночных». Труды Биохимического общества . 30 (2): 264–270. дои : 10.1042/bst0300264 . ПМИД 12023862 .
- ^ Jump up to: а б с д Рабен Н., Эксельберт Р., Шпигель Р., Шерман Дж. Б., Накадзима Х., Плотц П., Хайниш Дж. (январь 1995 г.). «Функциональная экспрессия мутантной фосфофруктокиназы человека в дрожжах: генетические дефекты у франко-канадских и швейцарских пациентов с дефицитом фосфофруктокиназы» . Американский журнал генетики человека . 56 (1): 131–141. ПМК 1801305 . ПМИД 7825568 .
- ^ Гарретт Р., Гришэм Р. (2012). Биохимия . Cengage Обучение. п. 585. ИСБН 978-1133106296 .
- ^ Селвуд Т., Яффе ЭК (март 2012 г.). «Динамическая диссоциация гомоолигомеров и контроль функции белка» . Архив биохимии и биофизики . 519 (2): 131–143. дои : 10.1016/j.abb.2011.11.020 . ПМЦ 3298769 . ПМИД 22182754 .
- ^ Jump up to: а б Ширакихара Ю., Эванс П.Р. (декабрь 1988 г.). «Кристаллическая структура комплекса фосфофруктокиназы Escherichia coli с продуктами его реакции». Журнал молекулярной биологии . 204 (4): 973–994. дои : 10.1016/0022-2836(88)90056-3 . ПМИД 2975709 .
- ^ Jump up to: а б с д Пак Дж., Гупта Р.С. (сентябрь 2008 г.). «Аденозинкиназа и рибокиназа — семейство белков RK» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 65 (18): 2875–96. дои : 10.1007/s00018-008-8123-1 . ПМЦ 11131688 . ПМИД 18560757 . S2CID 11439854 .
- ^ Jump up to: а б Борк П., Сандер К., Валенсия А (январь 1993 г.). «Конвергентная эволюция сходных ферментативных функций в разных белковых складках: семейства сахаркиназ гексокиназы, рибокиназы и галактокиназы» . Белковая наука . 2 (1): 31–40. дои : 10.1002/pro.5560020104 . ПМК 2142297 . ПМИД 8382990 .
- ^ Спыхала Дж., Датта Н.С., Такабаяши К., Датта М., Фокс И.Х., Гриббин Т., Митчелл Б.С. (февраль 1996 г.). «Клонирование кДНК аденозинкиназы человека: сходство последовательностей с микробными рибокиназами и фруктокиназами» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (3): 1232–7. Бибкод : 1996PNAS...93.1232S . дои : 10.1073/pnas.93.3.1232 . ПМК 40062 . ПМИД 8577746 .
- ^ Jump up to: а б Майор MC, Сингх Б., Гупта Р.С. (март 2002 г.). «Зависимость от пятивалентных ионов - это консервативное свойство аденозинкиназы из различных источников: идентификация нового мотива, участвующего в связывании ионов фосфата и магния и ингибировании субстрата». Биохимия . 41 (12): 4059–69. дои : 10.1021/bi0119161 . ПМИД 11900549 .
- ^ Сигрелл Дж.А., Кэмерон А.Д., Джонс Т.А., Моубрей С.Л. (февраль 1998 г.). «Структура рибокиназы Escherichia coli в комплексе с рибозой и динуклеотидом, определенная с разрешением 1,8 А: понимание нового семейства киназных структур» . Структура . 6 (2): 183–93. дои : 10.1016/s0969-2126(98)00020-3 . ПМИД 9519409 .
- ^ Сола-Пенна М., Да Силва Д., Коэльо В.С., Мариньо-Карвалью М.М., Занкан П. (ноябрь 2010 г.). «Регуляция 6-фосфофрукто-1-киназы мышц млекопитающих и ее значение для контроля метаболизма» . ИУБМБ Жизнь . 62 (11): 791–796. дои : 10.1002/iub.393 . ПМИД 21117169 .
- ^ Аусина П., Да Силва Д., Маерович Д., Занкан П., Сола-Пенна М. (июль 2018 г.). «Инсулин специфически регулирует экспрессию изоформ фосфофруктокиназы печени и мышц». Биомедицина и фармакотерапия . 103 : 228–233. дои : 10.1016/j.biophah.2018.04.033 . ПМИД 29655163 . S2CID 4874742 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Фосфофруктокиназы Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH)
