La fosfofruttochinasi 2 (anche detta fosfofruttocinasi 2 o PFK-2 o Enzima Tandem) è un enzima bifunzionale deputato alla regolazione della quantità di fruttosio 2,6-bifosfato e fruttosio 6-fosfato nell'epatocita.
Struttura e Funzione
Due domini regolano la concentrazione di fruttosio 2,6-bifosfato: uno fosforila il fruttosio 6-fosfato a fruttosio 2,6-bifosfato, e l'altro defosforila il fruttosio 2,6-bifosfato a fruttosio 6-fosfato.
La formazione del fruttosio 2,6-bifosfato è catalizzata dalla fosfofruttochinasi 2 (PFK2). Il fruttosio 6-fosfato si forma per idrolisi del fruttosio 2,6-bifosfato, catalizzata dalla fruttosio bifosfatasi 2 (FBPasi2).
Sia la PFK2, sia la FBPasi2 sono presenti in una singola catena polipeptidica di 55 kD.
Le attività della PFK2 e della FBPasi2 sono reciprocamente controllate per fosforilazione di un singolo residuo di serina.
Regolazione
Quando il livello di glucosio è basso, nel sangue viene rilasciato glucagone, il quale attiverà una via metabolica che coinvolge le proteine G della membrana cellulare e che terminerà con la produzione di cAMP all'interno della cellula.
La proteina chinasi A, attivata dagli alti livelli di cAMP nella cellula va a fosforilare l'enzima bifunzionale, attivando la FBPasi2 e inibendo la PFK2.
L'enzima quindi inizierà a ridurre il livello intracellulare di fruttosio 2,6-bisfosfato.
Siccome la presenza di fruttosio 2,6-bisfosfato normalmente stimola la PFK1, la diminuzione della sua concentrazione porta all'inibizione della glicolisi e alla stimolazione della gluconeogenesi.
Al contrario, quando il livello di glucosio è alto, come si verifica dopo un pasto, la gluconeogenesi non è necessaria, e il gruppo fosforico viene rimosso dall'enzima bifunzionale. Questa modificazione covalente attiva la PFK2 e inibisce la FBPasi2 ed è mediata dall'insulina, tramite la protein-fosfatasi 1.
Esiste un isozima della PFK-2 presente a livello cardiaco. Esso è regolato dall'adrenalina, che tramite la sua cascata enzimatica, attiva il dominio chinasico.
L'aumento del livello di fruttosio 2,6-bisfosfato che ne consegue accelera la glicolisi.
