Fosfofruktokinaasi-1

Malli fosfofruktokinaasi 1:n rakenteesta

Fosfofruktokinaasi-1 on entsyymi, joka katalysoi glykolyysin kolmatta reaktiota. Entsyymin substraattina ovat fruktoosi-6-fosfaatti ja ATP-molekyyli, ja tuotteina muodostuu fruktoosi-1,6-bisfosfaattia ja ADP-molekyyli. Fosfofruktokinaasi-1:n EC-numero on EC 2.7.1.11.[1][2]

Rakenne ja toiminta

Nisäkkäiden fosfofruktokinaasi-1 on rakenteeltaan tetrameeri ja molekyylipainoltaan 340 kDa. Entsyymillä on kolmentyyppisiä alayksiköitä, joista tetrameeri koostuu. Ne ovat lihastyypin alayksikkö eli M-alayksikkö, maksatyypin alayksikkö eli L-alayksikkö ja erityisesti verihiutaleissa esiintyvä P-alayksikkö. Fosforuktokinaasi-1 voi joko olla homotetrameeri, kuten lihaksen entsyymi, joka koostuu M-alayksiköistä, tai koostua eri alayksiköistä.[2][3]

Mekanismiltaan fosfofruktokinaasi-1:n katalysoima reaktio muistuttaa heksokinaasin tai glukokinaasin katalysoimaa reaktiota. Se tarvitsee toimiakseen kofaktorikseen Mg2+-ionin, joka koordinoituu ATP-molekyylin negatiivisesti varautuneiden fosfaattiryhmien kanssa. Reaktion substraatti on α-anomeeri, mutta tuote, fruktoosi-1,6-fosfaatti, on β-anomeerinaan. Eri anomeerien muuntuminen toisikseen on hyvin nopea tasapainoreaktio, joka todennäköisimmin tapahtuu avoketjuisen molekyylin kautta.[1][4]

Fosfofruktokinaasi-1 on tärkein glykolyysin säätelykohta. Entsyymissä on kaksi sitoutumiskohtaa ATP-molekyylille. Ne ovat katalyyttinen kohta ja allosteerinen säätelykohta, jonka affiniteetti ATP:lle ei ole yhtä suuri. Kun solu tuottaa riittävästi ATP:ta ja sen konsentraatio on korkea, sitoutuu ATP allosteeriseen säätelykohtaan ja inhiboi siten entsyymin toimintaa. Solun pH:n lasku voimistaa ATP:n entsyymin toimintaa estävää vaikutusta. AMP-molekyyli on puolestaan fosfofruktokinaasi-1:n allosteerinen aktivaattori. Korkea AMP-taso on merkki siitä, että solu tarvitsee energiaa ATP:n muodossa, ja sen seurauksena fosfofruktokinaasi-1-aktivoituu. Sitruunahappo on fosfofruktokinaasi-1:n allosteerinen inhibiittori ja fruktoosi-2,6-bisfosfaatti aktivoi entsyymiä allosteerisesti.[1][2][5][6]

Taruin tautia sairastavilla potilailla on geenimutaation vuoksi vain vähän oikein toimivaa fosfofruktokinaasi-1-entsyymiä. Tämän vuoksi lihasten rasituskestävyys on heikentynyt.[7]

Lähteet

  1. ↑ a b c EC 2.7.1.11 - 6-phosphofructokinase BRENDA. Viitattu 19.09.2011. (englanniksi)
  2. ↑ a b c Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko & Lubert Stryer: Biochemistry, 6th Edition, s. 438, 452. W. H. Freeman and Company, 2006. ISBN 978-0-7167-8724-2 (englanniksi)
  3. ↑ Douglas J. Weiss,K. Jane Wardrop: Schalm's Veterinary Hematology, s. 359. John Wiley and Sons, 2011. ISBN 978-0-470-96183-4 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 19.09.2011). (englanniksi)
  4. ↑ John McMurry,Tadhg P. Begley: The organic chemistry of biological pathways, s. 171. Roberts and Company Publishers, 2005. ISBN 978-0974707716 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 19.09.2011). (englanniksi)
  5. ↑ Reginald Garrett,Charles M. Grisham: Biochemistry, s. 542. Cengage Learning, 2008. ISBN 978-0495109358 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 19.09.2011). (englanniksi)
  6. ↑ Pamela C. Champe,Richard A. Harvey,Denise R. Ferrier: Biochemistry, s. 97. Lippincott Williams & Wilkins, 2008. ISBN 978-0-7817-6960-0 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 19.09.2011). (englanniksi)
  7. ↑ Michael Benatar: Neuromuscular disease, s. 402. Humana Press, 2006. ISBN 978-1-58829-627-6 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 19.09.2011). (englanniksi)
Tämä biologiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.