Fruktoosi-1,6-bisfosfataasi

Malli sian fruktoosi-1,6-bisfosfataasin rakenteesta sitoutuneena fruktoosi-2,6-bisfosfaattiin

Fruktoosi-1,6-bisfosfataasi on entsyymi, joka katalysoi fruktoosi-1,6-bisfosfaatin hydrolyysiä fruktoosi-6-fosfaatiksi glukoneogeneesissä. Entsyymi on tärkeä glukoneogeneesin säätelykohta.[1] Fruktoosi-1,6-bisfosfataasin EC-numero on EC 3.1.3.11.[2] Eläimillä fruktoosi-1,6-bisfosfataasia esiintyy maksassa ja munuaisissa.

Rakenne ja toiminta

Ihmisen fruktoosi-1,6-bisfosfataasi on rakenteeltaan tetrameeri. Eräillä kasveilla, kuten herneellä se on monomeeri ja eräillä bakteereilla, kuten Escherichia colilla se on rakenteeltaan monomeeri. Toimiakseen entsyymi tarvitsee koentsyymikseen Mg2+-ionin tai Mn2+-ionin.[2]

Fruktoosi-1,6-bisfosfataasin katalysoiman reaktion mekanismista ei ole täyttä varmuutta ja esitettyjä mekanismeja on kaksi: dissosiatiivinen ja assosiatiivinen mekanismi. Assosiatiivisessa mekanismissa vesimolekyyli hyökkää entsyymin katalysoimana fruktoosi-1,6-bisfosfaatin 1-asemassa sijaitsevan fosfaattiryhmän fosforiatomiin ja fosfaattiryhmä poistuu vetyfosfaatti-ionina ja entsyymin aktiivisen keskuksen asparagiinihappo luovuttaa protonin, jolloin muodostuu hydroksyyliryhmä ja fruktoosi-6-fosfaatti vapautuu. Dissosiatiivisessa mekanismissa hyökkäys tapahtuu fosfaattiesteriryhmän happeen, jolloin alkoholiryhmä vapautuu ja seuraavassa vaiheessa fosfaatti-ionista muodostuu vetyfosfaatti. Myös tässä mekanismissa asparagiinihappo on tärkeässä osassa. Krystallografiset tutkimukset tukevat kumpaakin mekanismia.[3]

Kun solujen energiavarastot ovat vähäiset, on soluissa paljon AMP:tä, joka on fruktoosi-1,6-fosfataasin inhibiittori. Tällöin entsyymin toiminta estyy. ATP sen sijaan aktivoi fruktoosi-1,6-bisfosfataasia. Fruktoosi-2,6-bisfosfaatti on voimakas entsyymin allosteerinen inhibiittori. Fruktoosi-2,6-bisfosfaatin määrä riippuu veren glukagonipitoisuudesta. ATP:n lisäksi myös sitraatti-ioni aktivoi fruktoosi-1,6-bisfosfataasia.[1][4]

Fruktoosi-1,6-bisfosfataasin puutos on harvinainen autosomien välityksellä resessiivisesti periytyvä sairaus. Entsyymin puutos aiheuttaa laktista asidoosia ja hypoglykemiaa. Pienillä lapsina tämä ilmenee muun muassa hyperventiloimisena, ärtyisyytenä, unettomuutena ja lihasten heikkoutena. Hoitona on suun kautta tai suonensisäisesti annettava glukoosi ja asidoosin hoitoon vetykarbonaattiliuos.[5]

Lähteet

  1. ↑ a b Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko & Lubert Stryer: Biochemistry, 6th Edition, s. 461, 466. W. H. Freeman and Company, 2006. ISBN 978-0-7167-8724-2 (englanniksi)
  2. ↑ a b EC 3.1.3.11 - fructose-bisphosphatase Brenda. Viitattu 29.8.2013. (englanniksi)
  3. ↑ John McMurry, Tadhg P. Begley: The organic chemistry of biological pathways, s. 20. Roberts and Company Publishers, 2005. ISBN 978-0974707716 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 29.8.2013. (englanniksi)
  4. ↑ Richard A Harvey,Denise R Ferrier: Lippincott's Illustrated Reviews: Biochemistry, s. 121. Lippincott Williams & Wilkins, 2010. ISBN 978-1-60831-412-6 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 29.8.2013. (englanniksi)
  5. ↑ John Fernandes: Inborn metabolic diseases: diagnosis and treatment, s. 528. Springer, 2006. ISBN 978-3540287834 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 29.8.2013. (englanniksi)

Aiheesta muualla