Fosfofructocinasa-1

Infotaula d'enzimFosfofructocinasa-1
Identificadors
Número EC2.7.1.11 Modifica el valor a Wikidata
Número CAS9001-80-3 Modifica el valor a Wikidata
Bases de dades
IntEnzIntEnz view Modifica el valor a Wikidata
BRENDABRENDA entry Modifica el valor a Wikidata
ExPASyNiceZyme view Modifica el valor a Wikidata
KEGGKEGG entry Modifica el valor a Wikidata
MetaCycmetabolic pathway Modifica el valor a Wikidata
PRIAMprofile Modifica el valor a Wikidata
Estructures PDBRCSB PDB
PDBj
PDBe
PDBsum Modifica el valor a Wikidata

La fosfofructocinasa-1 o 6-fosfofructocinasa (PFK-1) és un enzim que catalitza la tercera reacció de la glucòlisi, on és un enzim essencial, ja que constitueix el principal punt de control d'aquesta via de degradació de glucosa en piruvat. La seva activitat està regulada per la concentració dels substrats però també per nombrosos efectors al·lostèrics relacionats amb la producció d'energia per la fosforilació oxidativa.

Activitat catalítica

Reacció catalitzada per la PFK-1. Aquesta reacció necessita Mg2+ per tenir lloc.

La fosfofructocinasa transforma una molècula de fructosa-6-fosfat i una d'ATP en una de fructosa-1,6-bisfosfat, una d'ADP i un H+. Es tracta de la fosforilació de la fructosa-6-fosfat en el carboni 1. Com per totes les catàlisis que fan intervenir nucleòtids com a substrats, la presència de Mg2+ és indispensable perquè la reacció pugui tenir lloc.

Per aquesta reacció,

ΔG= -25,9 kJ·mol-1 i ΔGº= -17,2 kJ·mol-1

Aquesta etapa de la glucòlisi està regulada no únicament perquè és irreversible, sinó perquè a més el substrat és embarcat necessàriament a la glucòlisi una vegada es realitza.

Abans d'aquesta reacció, la glucosa-6-fosfat, que dona el fructosa-6-fosfat a la glucòlisi, pot anar a la via de les pentoses fosfat o ésser transformada en glucosa-1-fosfat en el que s'anomena neoglucogènesi.

Estructura

La fosfofructocinasa-1 és formada per quatres unitats i el seu pes molecular varia en funció de l'espècie: és de 85 kDa en humans i 50kDa en el Trypanosoma brucei,[1] per exemple.

Cadascuna d'aquestes unitats conté dos centres de fixació per l'ATP; un pel substrat i l'altre pel regulador. El centre de fixació pel substrat fixa l'ATP per qualsevol conformació de la PFK-1, mentre que el centre de fixació del regulador només el fixa per la conformació T (tense). La forma R (relax) és la forma activa de l'enzim. El centre actiu o catalític de cada unitat fixa també una molècula de fructosa-6-fosfat.

S'han trobat diferents isoformes d'aquest enzim depenent del teixit i del tipus cel·lular. En els mamífers se n'han trobat tres tipus: PFKL (fetge), PFKM (múscul) i PFKP (plaquetes).[2] Aquestes isoformes es poden combinar i formar així homotetràmers o heterotetràmers, que són l'estructura funcional de la fosfofructocinasa. Les diferents isoformes mostren un comportament cinètic i una afinitat distinta pel substrat. Mentre la isoforma PFKP mostra una cinètica altament cooperativa per a la Fructosa-6-fosfat com a substrat, la isoforma PFKM presenta una cinètica hiperbòlica i per tant més afinitat. La isoforma PFKL té un comportament intermedi entre les formes PFKP i PFK-M.[3] Aquestes diferències són importants perquè l'expressió de les isoformes en un tipus cel·lular dependrà de les necessitats energètiques de la cél·lula.

Al múscul únicament se sintetitza la PFKM, pel que es formen homotetràmers amb quatre subunitats idèntiques M. Al cervell se sintetitzen les tres formes,[4] formant homo i heterotetràmers. A les cèl·lules β dels illots de Langerhans també se sintetitzen aquestes tres formes.[5]

La deficiència en PFKM, glucogènosi de tipus VII, coneguda com a síndrome de Tarui, és un trastorn recessiu autosòmic caracteritzat per una miopatia i un trastorn hemolític greus.[6][7][8]

Codificació genètica

Existeixen tres gens de la fosfofructocinasa en els humans: PFKL - fetge, localitzat en el cromosoma 21q22.3, PFKM - múscul Localitzat en el cromosoma 12q13, i PFKP - plaquetes Localitzat en el cromosoma 10p15.2-p15.3

El gen de la PFKL s'expressa al fetge, als eritròcits, al ronyó, a la placenta, a la glàndula tiroide, als adipòcits, al cervell, al cor, als testicles, als pulmons, a la melsa, a les cèl·lules β del illots de Langerhans, al múscul uterí.

El gen que codifica la PFKM s'expressa al múscul esquelètic, al diafragma, al cor, al cervell, als eritròcits, als testicles, al pulmó, al ronyó, a l'estómac, a les cèl·lules β dels illots de Langerhans.

El gen que codifica la PFKP s'expressa al cervell, a les plaquetes, als fibroblasts, als limfòcits, a la glàndula tiroide, al pulmó, a la melsa, als testicles, a les cèl·lules β del illots de Langerhans i al múscul uterí.[9]

El gen humà de la PFKL té 28 Kb de longitud i conté 22 exons.[10] La seva expressió s'activa per la insulina (hormona hipoglucemiant) i s'inhibeix pel glucagó (hormona hiperglucemiant)[9] El gen de la PFKM té 30Kb de longitud i es divideix en 24 exons.[11]

S'han descrit canvis en el patró d'expressió d'aquestes formes durant l'envelliment i la maduració del cervell, el cor i el múscul esquelètic.[12][13]

Regulació

Inhibició

Activitat de la PFK-1 en funció de la concentració d'ATP.
La primera part de la corba és hiperbòlica: per tant, la fixació de l'ATP als quatre centres catalítics (per cada unitat de l'enzim) segueix un mecanisme michaelià. No hi ha, així, efecte cooperatiu en la fixació de les molècules d'ATP. A partir d'una certa concentració, les molècules d'ATP es fixen en un centre que no és el catalític, però que està relacionat amb l'activitat catalítica: la fixació de molècules d'ATP en aquest lloc indueix un canvi de conformació d'algunes molècules d'enzim. Els centres catalítics en aquesta conformació (tense, T) no fixen o fixen difícilment l'ATP, l'enzim no està actiu, o molt poc.[14]

Quan les necessitats energètiques de la cèl·lula són baixes, les concentracions d'ATP, de fosfoenolpiruvat, de NADH i d'àcid cítric, un dels primers compostos del cicle de Krebs, són elevades (aquests metabòlits s'acumulen): l'activitat de la PFK-1 disminueix, regulant la glucòlisi i l'obtenció d'energia per la cèl·lula. Aquests metabòlits són inhibidors al·lostèrics, es fixen en un centre de regulació, diferent del centre catalític.[14] Kole et al. afirmaren que el NADP també pot inhibir la fosfofructocinasa-1.[15]

Quan el pH cau bruscament, H+ inhibeix la PFK-1. S'evita així una formació excessiva de lactat i una disminució del pH sanguini (el lactat és alliberat a la sang).[16]

Activació

Els activadors de la PFK-1 són: l'Adenosina difosfat (ADP), l'Adenosina monofosfat (AMP), el fosfat inorgànic (Pi), la Nicotinamida adenina dinucleòtid oxidat (NAD) i la fructosa-2,6-bisfosfat.[14]

Quan la cèl·lula necessita energia, la hidròlisi de l'ATP provoca un augment d'ADP, AMP i Pi, el NADH reduït és utilitzat i en conseqüència es forma el NAD : la PFK-1 s'activa i la glucòlisi té lloc.

Regulació de la PFK-2
Reaccions catalitzades per la PFK-2 i la FBPasa-2

La β-D-fructosa-2,6-bisfosfat (F-2,6-P2) és un dels activadors més potents de la PFK-1, el més important en el fetge. És interessant entendre com el control del nivell de F-2,6-P2 explica l'activitat de la PFK-1.

El nivell de F-2,6-P2 és regulat per un enzim bifuncional, també present en el citosol cel·lular, que presenta un domini fosfatasa i un domini cinasa i que catalitza les reaccions:

fructosa-2,6-bisfosfat + H2O → fructosa-6-fosfat + Pi quan està fosforilat. Aquesta forma de l'enzim rep el nom de Fructosa-2,6-bisfosfatasa (FBPasa 2)

i fructosa-6-fosfat + ATP → fructosa-2,6-bisfosfat + ADP quan no ho està. Aquesta forma rep el nom de fosfofructocinasa-2 (PFK-2).

La fosforilació és regulada per l'activitat d'una fosfocinasa dependent d'AMPc, que s'activa després d'una cadena de reaccions provocada per l'arribada de glucagó (hormona hiperglucemiant) al fetge. Així, la concentració de fructosa-2,6-bisfosfat disminueix i la PKF-1 està menys activa, augmentant la concentració de glucosa. En el múscul, però, la forma cinasa (PFK-2) es veu estimulada per la fosforilació que té lloc sota l'efecte de l'AMPc, i no inhibida.[16]

La glucòlisi i la neoglucogènesi no tenen lloc simultàniament a la cèl·lula gràcies a la regulació de la fosfofructocinasa.

Referències

  1. Structural features of T. brucei, E. coli, and human PFK (web) Arxivat 2010-07-20 a Wayback Machine.
  2. Dunaway GA, Kasten TP.Nature of the rat brain 6-phosphofructo-1-kinase isozymes.,J Biol Chem. 1985 Apr 10;260(7):4180-5.
  3. Vora S, Oskam R, Staal GE.Isoenzymes of phosphofructokinase in the rat. Demonstration of the three non-identical subunits by biochemical, immunochemical and kinetic studies.Biochem J. 1985 Jul 15;229(2):333-41.
  4. Nakajima H, Kono N, Yamasaki T, Hamaguchi T, Hotta K, Kuwajima M, Noguchi T, Tanaka T, Tarui S, Tissue specificity in expression and alternative RNA splicing of human phosphofructokinase-M and -L genes, Biochem Biophys Res Commun. 1990 Dec 31;173(3):1317-21
  5. Ma Z, Ramanadham S, Kempe K, Hu Z, Ladenson J, Turk J, Characterization of expression of phosphofructokinase isoforms in isolated rat pancreatic islets and purified beta cells and cloning and expression of the rat phosphofructokinase-A isoform, Biochim Biophys Acta. 1996 Aug 14;1308(2):151-63.
  6. Tarui S, Okuno G, Ikura Y, et al. Phosphofructokinase deficiency in skeletal muscle: a new type of glycogenosis. Biochem Biophys Res Commun. May 3 1965;19:517-23.
  7. Raben N, Exelbert R, Spiegel R, Sherman JB, Nakajima H, Plotz P, Heinisch J, Functional expression of human mutant phosphofructokinase in yeast: genetic defects in French Canadian and Swiss patients with phosphofructokinase deficiency, Am J Hum Genet. 1995 Jan;56(1):131-41.
  8. Nakajima H, Raben N, Hamaguchi T, Yamasaki T (2002). Phosphofructokinase deficiency; past, present and future. Curr. Mol. Med. 2 (2): 197–212. doi:10.2174/1566524024605734. PMID: 11949936. http://www.bentham-direct.org/pages/content.php?CMM/2002/00000002/00000002/0009M.SGM Arxivat 2013-04-14 at Archive.is.
  9. 9,0 9,1 GARCIA MARTINEZ, Miguel, Generación de un ratón deficiente en 6-fosfofructo-1-cinasa muscular: modelo de glucogénesis de tipo VII [en línia]. Barcelona: Universitat Autònoma de Barcelona. Departamento de Bioquímica i Biología Molecular, Facultad de Veterinaria y Centro de Biotecnología Animal y Bioterapia génica, 2006
  10. Levanon D, Danciger E, Dafni N, Bernstein Y, Elson A, Moens W, Brandeis M, Groner Y, The primary structure of human liver type phosphofructokinase and its comparison with other types of PFK, DNA. 1989 Dec;8(10):733-43.
  11. Yamasaki T, Nakajima H, Kono N, Hotta K, Yamada K, Imai E, Kuwajima M, Noguchi T, Tanaka T, Tarui S, Structure of the entire human muscle phosphofructokinase-encoding gene: a two-promoter system, Gene. 1991 Aug 15;104(2):277-82.
  12. Dunaway GA, Kasten TP, Nickols GA, Chesky JA, Regulation of skeletal muscle 6-phosphofructo-1-kinase during aging and development, Mech Ageing Dev. 1986 Sep;36(1):13-23.
  13. Dunaway GA, Kasten TP, Kolm P, Alteration of 6-phosphofructo-1-kinase isozyme pools during heart development and aging, J Biol Chem. 1986 Dec 25;261(36):17170-3.
  14. 14,0 14,1 14,2 «Régulation de la glycolyse». Arxivat de l'original el 2010-01-14. [Consulta: 16 desembre 2009].
  15. Kole HK, Resnick RJ, Van Doren M, Racker E, Regulation of 6-phosphofructo-1-kinase activity in ras-transformed rat-1 fibroblasts, Arch Biochem Biophys. 1991 May 1;286(2):586-90.
  16. 16,0 16,1 STRYER, L, Bioquímica, Tomo II, Cuarta Edición, Ed. Reverté, 1995. (ISBN 84-291-7452-4)

Enllaços externs


Read other articles:

Trigonoptera amboinica Klasifikasi ilmiah Kerajaan: Animalia Filum: Arthropoda Kelas: Insecta Ordo: Coleoptera Famili: Cerambycidae Subfamili: Lamiinae Tribus: Tmesisternini Genus: Trigonoptera Spesies: Trigonoptera amboinica Trigonoptera amboinica adalah spesies kumbang tanduk panjang yang tergolong famili Cerambycidae. Spesies ini juga merupakan bagian dari genus Trigonoptera, ordo Coleoptera, kelas Insecta, filum Arthropoda, dan kingdom Animalia. Larva kumbang ini biasanya mengebor ke dal...

 

Brand name of Consumers' Association, a UK organisation promoting informed consumer choice This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed.Find sources: Which? – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (May 2010) (Learn how and when to remove this template message) Which?Which? November 1966CategoriesConsumerFrequency...

 

Aldo SilvaniAldo Silvani, kiri, dan Guido Celano dalam film Four Steps in the Clouds (1942)Lahir(1891-01-21)21 Januari 1891Torino, ItaliaMeninggal11 Desember 1964(1964-12-11) (umur 73)Milan, ItaliaPekerjaanPemeranTahun aktif1934-1964 Aldo Silvani (21 Januari 1891 – 12 November 1964) adalah seorang pemeran film Italia. Ia tampil dalam 112 film antara 1934 dan 1964. Ia lahir di Torino, Italia dan wafat di Milan, Italia.[1] Filmografi pilihan The Ancestor (1936...

Armed revolt in Ceylon Not to be confused with 1987–1989 JVP insurrection. 1971 JVP insurrectionPart of the Cold WarAttack on the Deniyaya police stationDateApril 5 – June 1971LocationDominion of CeylonResult Ceylonese government victory Rebel leaders were captured and the remaining members surrendered Ceylonese government re-established control of the entire island Expulsion of North Korean diplomatsTerritorialchanges The JVP controlled Ceylon's Southern Province and Sabaragamuwa Provinc...

 

Batalyon Infanteri Raider Khusus 762/Vira Yudha SaktiLambang Yonif RK 762 /Vira Yudha SaktiDibentuk31 Agustus 1964NegaraIndonesiaCabangInfanteri RaiderTipe unitSatuan TempurPeranPasukan Gerak Cepat Lintas MedanBagian dariBrigif 26/Gurana PiarawaimoMarkasSorong, Papua Barat DayaJulukanYonif RK 762 /VYSMotoVira Yudha SaktiBaretHijau LumutMaskotPisau Komando dan PetirUlang tahun31 Agustus Batalyon Infanteri Raider Khusus 762/Vira Yudha Sakti atau Yonif Raider Khusus 762/VYS adalah Batalyon Infan...

 

Impact crater in Kansas Haviland CraterPallasite Meteorite at Big Well museum in Greensburg, KansasImpact crater/structureConfidenceConfirmedDiameter50 feet (15 m)Age< 0.001ExposedYesDrilledNoBolide typePallasiteLocationCountryUSAStateKansasShow map of the United StatesShow map of Kansas The Haviland Crater, also called the Brenham Crater, is a meteorite crater (astrobleme) in Kiowa County, Kansas.[1][2] The oval crater is 50 feet (15 m) in diameter, making it one...

Kepulauan AdmiraltyBagian dari Perang Dunia II, Perang PasifikGelombang pertama pasukan AS mendarat di Los Negros, Kepulauan Admiralty, 29 Februari 1944Tanggal29 Februari 1944 (1944-02-29)–18 Mei 1944 (1944-05-18) 80 hariLokasiKepulauan Admiralty2°2′S 147°16.5′E / 2.033°S 147.2750°E / -2.033; 147.2750Koordinat: 2°2′S 147°16.5′E / 2.033°S 147.2750°E / -2.033; 147.2750Hasil Kemenangan SekutuPihak terlibat  Amerika ...

 

Kunsthalle Emden Kunsthalle Emden (Henri and Eske Nannen Foundation, Donation Otto Van de loo) is a German art museum in Emden in East Frisia, Germany.[1][2] The museum's collections include more than 1,500 works.[3] The Kunsthalle in December 2007. The Kunsthalle in April 2008. History In 1986, Henri Nannen (1913–1996) commissioned a building for his collection of 20th-century art in Emden, his home town. The core of the collection includes German Expressionism with...

 

Pour la revue homonyme, voir Romantisme (revue). RomantismeLe Voyageur contemplant une mer de nuages, huile sur toile de Caspar David Friedrich, 1817-1818 (Kunsthalle de Hambourg).DatesDébut XVIIIe siècleFin XIXe siècleÉpoquesPrécédente Préromantisme, néo-classicisme, siècle des LumièresSuivante Romantisme tardifmodifier - modifier le code - modifier Wikidata Le romantisme est un mouvement culturel apparu à la fin du XVIIIe siècle en Allemagne et en Angleterre et se diffusan...

 烏克蘭總理Прем'єр-міністр України烏克蘭國徽現任杰尼斯·什米加尔自2020年3月4日任命者烏克蘭總統任期總統任命首任維托爾德·福金设立1991年11月后继职位無网站www.kmu.gov.ua/control/en/(英文) 乌克兰 乌克兰政府与政治系列条目 宪法 政府 总统 弗拉基米尔·泽连斯基 總統辦公室 国家安全与国防事务委员会 总统代表(英语:Representatives of the President of Ukraine) 总...

 

Bài viết này cần thêm chú thích nguồn gốc để kiểm chứng thông tin. Mời bạn giúp hoàn thiện bài viết này bằng cách bổ sung chú thích tới các nguồn đáng tin cậy. Các nội dung không có nguồn có thể bị nghi ngờ và xóa bỏ. Belfast Nước: Vương quốc Liên hiệp Anh và Bắc Ireland Vùng: Bắc Ireland Tỉnh: Ulster Hạt: Antrim Vị trí: 54°36' N, 5°55' W Diện tích: 115 km² Dân số: 277.000 (2003) Mật đ�...

 

Apparent path of the Sun on the celestial sphere As seen from the orbiting Earth, the Sun appears to move with respect to the fixed stars, and the ecliptic is the yearly path the Sun follows on the celestial sphere. This process repeats itself in a cycle lasting a little over 365 days. The ecliptic or ecliptic plane is the orbital plane of Earth around the Sun.[1][2][a] From the perspective of an observer on Earth, the Sun's movement around the celestial sphere over th...

Judas PriestJudas Priest di panggung pada Moline, Illinois.Informasi latar belakangAsalBirmingham, InggrisGenreHeavy metalTahun aktif1969–sekarangLabelEpic, Columbia, CMC, Koch, RCA, GullArtis terkaitTrapeze, Fight, The Flying Hat Band, Halford, 2wo, Racer X, Iced Earth, Al Atkins, Beyond FearSitus webOfficial websiteAnggotaRob HalfordGlenn TiptonK. K. DowningIan HillScott TravisMantan anggotaSee: Judas Priest mantan anggota Judas Priest adalah salah satu kelompok musik heavy metal paling b...

 

Grade I listed local museum in London Borough of Camden, United Kingdom For the ancient Anglo-Norman and Hiberno-Norman aristocratic dynasty, see House of Burgh. Burgh HouseBurgh House seen from the south east on Well WalkLocationNew End Square, HampsteadCoordinates51°33′30″N 0°10′30″W / 51.558231°N 0.175033°W / 51.558231; -0.175033OS grid referenceTQ 2661 8595AreaLondon Borough of CamdenBuilt1704Architectural style(s)Queen AnneGoverning bodyBurgh House Tru...

 

Disambiguation link for various Greek mythological figures Not to be confused with Menoeceus. For the moon, see 617 Patroclus. Greek deitiesseries Primordial deities Titans Olympians Water deities Chthonic deities Personified concepts Titans The Twelve Titans Oceanus and Tethys, Hyperion and Theia, Coeus and Phoebe, Cronus and Rhea, Mnemosyne and Themis, Crius and Iapetus Children of Cronus Zeus, Hera, Poseidon, Hades, Hestia, Demeter, Chiron Children of Oceanus Oceanids, Potamoi Children of ...

See also: Sexual minorities in Sri Lanka LGBT rights in Sri LankaSri LankaStatusIllegal since 1885[1] (as British Ceylon)Penalty10 years imprisonment and fines [2][3] (Not enforced, ruled unenforceable by the Supreme Court, legalisation proposed)[4]Gender identityLegally permitted following medical vetting; surgical intervention not legally required[5][6]MilitaryNoFamily rightsAdoptionNo Lesbian, gay, bisexual, and transgender (LGBT) people in ...

 

Massimo ColaciNazionalità Italia Altezza180 cm Pallavolo RuoloLibero Squadra Sir Safety Perugia CarrieraGiovanili 2002-2005 Falchi Ugento Squadre di club 2005-2007 Falchi Ugento2007-2008 Volley Corigliano2008-2010 Verona2010-2017 Trentino2017- Sir Safety Perugia Nazionale 2014-2021 Italia Palmarès  Giochi olimpici ArgentoRio de Janeiro 2016  Campionato europeo BronzoBulgaria e Italia 2015  World League BronzoFirenze 2014  Coppa del...

 

La historia de la filosofía oriental es la historia de la filosofía que se desarrolló en Oriente, principalmente en China e India, pero también en Persia, Babilonia, Japón, Corea y la filosofía islámica. Generalmente se habla de historia de la filosofía oriental en contraste con la historia de la filosofía occidental, ya que ambas tradiciones se desarrollaron de manera relativamente independiente. Por cultura Filosofía india Esta sección es un extracto de Filosofía india.[editar] ...

Characteristic of some artificial intelligences For similar terms, see Situated robotics, Nouvelle AI, and behavior-based AI. See also: Situated learning, Situated knowledge, and Situated cognition This article appears to be a dictionary definition. Please rewrite it to present the subject from an encyclopedic point of view. (May 2023) In artificial intelligence and cognitive science, the term situated refers to an agent which is embedded in an environment. The term situated is commonly used ...

 

Disambiguazione – Se stai cercando la squadra di hockey su ghiaccio attiva col medesimo nome tra il 1962 ed il 2001, vedi HDD Olimpija Lubiana. Hokejski Klub OlimpijaHockey su ghiaccio Green Dragons Segni distintiviUniformi di gara Casa Trasferta Colori socialiverde, nero          Dati societariCittàLubiana Paese Slovenia ConfederazioneIIHF CampionatoICE Hockey League Fondazione2004 PresidenteMiha Butara AllenatoreAntti Karhula Impianto di gioc...