Interested Article - Фосфофруктокиназа-2

cathleen
  • 2020-09-29
  • 1

Фосфофруктокиназа-2 ( ФФК-2 ) или фруктозо-2,6-бисфосфатаза ( ФБФ-2 ) — бифункциональный фермент , регулирующий процессы гликолиза и глюконеогенеза в теле человека. Этот белок является димером, в котором каждый мономер, в зависимости от внешних условий, может действовать как киназа или фосфатаза . Регулируется глюкагоном и инсулином .

Структура

Каждый мономер данного белка разделён на два функциональных домена . Киназный домен расположен на N-конце . Он состоит из шести-тяжевого , в котором пять параллельных тяжей и один антипараллельный тяж, окружённый шестью альфа-спиралями . Этот домен содержит нуклеотид-связывающую укладку ( англ. nucleotide-binding fold ) на C-конце первого β-тяжа , что объединяет его со структурой аденилаткиназы.

Фосфатазный домен расположен на C-конце . Он схож с белками других семейств, таких как фосфоглицератмутазы и кислые фосфатазы Этот домен имеет смешанную α/β-структуру, в которой присутствует шести-тяжевый центральный β-лист и дополнительный α-спиральный субдомен, предположительно покрывающий активный центр фермента молекулы . Наконец, N-конечный регион модулирует активности фосфофруктокиназы-2 и фруктозо-2,6-бисфосфатазы и стабилизирует димерную форму фермента .

Механизм действия

Когда уровень глюкозы понижен, в кровь выпускается глюкагон, что активирует сигнальный каскад цАМФ-зависимого пути . В печени протеинкиназа A фосфорилирует Ser -32 этого бифункционального фермента (но этого не происходит в скелетных мышцах), что вызывает понижение киназной активности и стимулирует фосфатазную активность . В результате происходит снижения уровня фруктозо-2,6-бисфосфата , которая в норме стимулирует активность фосфофруктокиназы-1 , что и приводит к ослаблению гликолиза и стимуляции глюконеогенеза .

Когда концентрация глюкозы растёт, повышается и уровень фруктозо-6-фосфата . Фруктозо-6-фосфат стимулирует фосфопротеинфосфатазу-1 , которая дефосфорилирует фосфофруктокиназу-2. В результате происходит активация её киназного домена, который катализирует образование Фр-2,6-Ф . Происходит стимуляция гликолиза и подавление глюконеогенеза.

Регуляция

Аллостерическая регуляция ФФК-2/ФБФ-2 схожа с таковой у ФФК-1 . Высокий уровень АМФ или неорганического фосфата означает, что в клетке не хватает энергии: такие условия стимулируют ФФК-2. С другой стороны, высокая концентрация фосфоенолпирувата (ФЕП) и цитрата означает, что в клетке много предшественников для биосинтеза АТФ, что ингибирует ФФК-2. В отличие от ФФК-1, активность ФФК-2 не зависит от концентрации АТФ.

Глюкагон подавляет киназную активность фермента, активируя протеинкиназу А, которая фосфорилирует фермент снижая киназную и стимулируя фосфатазную активность; через протеинкиназу А и ФФК-2/ФБФ-2 глюкагон снижает уровень фруктозо-2,6-бисфостфата, что приводит к подавлению гликолиза. Инсулин активирует обратный процесс, активируя протеинфосфатазу, которая дефосфорилирует ФФК-2/ФБФ-2, снижая её фосфатазную и усиливая киназную активность; в результате растёт концентрация фруктозо-2,6-бисфостфата, что активирует гликолиз.

Изоферменты

На сегодняшний день у млекопитающих обнаружено пять изоферментов , часть из них образуется в результате транскрипции отдельных генов, а часть — в результате альтернативного сплайсинга . Все изоэнзимы радикально отличаются по своей регуляции: способ регуляции, описанный выше описан для самой изученной печёночной изоформы .

К генам человека, кодирующим белки с активностью фосфофруктокиназы-2 относятся:

  • , , ,

Значение для медицины

Было показано, что у европейцев мутации в гене Pfkfb2 , кодирующем белок ФФК-2/ФБФ-2, связаны с предрасположенностью к шизофрении . Более того, было обнаружено, что регуляция активности ФФК-2 связана с работой сердца и механизмом, не допускающим развития гипоксии .

Примечания

  1. , с. 143—146.
  2. Kurland I. , Chapman B. , Lee Y. H. , Pilkis S. (англ.) // Biochemical and biophysical research communications. — 1995. — Vol. 213, no. 2 . — P. 663—672. — doi : . — . [ ]
  3. ↑ Hasemann C. A. , Istvan E. S. , Uyeda K. , Deisenhofer J. (англ.) // Structure (London, England : 1993). — 1996. — Vol. 4, no. 9 . — P. 1017—1029. — . [ ]
  4. Walker J. E. , Saraste M. , Runswick M. J. , Gay N. J. (англ.) // The EMBO journal. — 1982. — Vol. 1, no. 8 . — P. 945—951. — . [ ]
  5. Li L. , Lin K. , Pilkis J. , Correia J. J. , Pilkis S. J. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1992. — Vol. 267, no. 30 . — P. 21588—21594. — . [ ]
  6. ↑ Stryer, Lubert; Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L. The Balance Between Glycolysis and Gluconeogenesis in the Liver Is Sensitive to Blood-Glucose Concentration // Biochemistry (Looseleaf) (неопр.) . — San Francisco: (англ.) ( , 2008. — С. 466—467. — ISBN 1-4292-3502-0 .
  7. Tominaga N. , Minami Y. , Sakakibara R. , Uyeda K. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1993. — Vol. 268, no. 21 . — P. 15951—15957. — . [ ]
  8. Kurland I. J. , el-Maghrabi MR , Correia J. J. , Pilkis S. J. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1992. — Vol. 267, no. 7 . — P. 4416—4423. — . [ ]
  9. Pilkis S. J. , Claus T. H. , Kurland I. J. , Lange A. J. (англ.) // Annual review of biochemistry. — 1995. — Vol. 64. — P. 799—835. — doi : . — . [ ]
  10. Van Schaftingen E., Hers H.G. Phosphofructokinase 2: the enzyme that forms fructose 2,6-bisphosphate from fructose 6-phosphate and ATP (англ.) // (англ.) ( : journal. — 1981. — August ( vol. 101 , no. 3 ). — P. 1078—1084 . — doi : . — .
  11. Darville M. I. , Crepin K. M. , Hue L. , Rousseau G. G. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1989. — Vol. 86, no. 17 . — P. 6543—6547. — . [ ]
  12. Tsuchiya Y. , Uyeda K. (англ.) // Archives of biochemistry and biophysics. — 1994. — Vol. 310, no. 2 . — P. 467—474. — . [ ]
  13. Sakata J. , Abe Y. , Uyeda K. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1991. — Vol. 266, no. 24 . — P. 15764—15770. — . [ ]
  14. Stone W. S. , Faraone S. V. , Su J. , Tarbox S. I. , Van Eerdewegh P. , Tsuang M. T. (англ.) // American journal of medical genetics. Part B, Neuropsychiatric genetics : the official publication of the International Society of Psychiatric Genetics. — 2004. — Vol. 127B, no. 1 . — P. 5—10. — doi : . — . [ ]
  15. Wang Q. , Donthi R. V. , Wang J. , Lange A. J. , Watson L. J. , Jones S. P. , Epstein P. N. (англ.) // American journal of physiology. Heart and circulatory physiology. — 2008. — Vol. 294, no. 6 . — P. 2889—2897. — doi : . — . [ ]

Литература

  • Д. Нельсон, М. Кокс. Основы биохимии Ленинджера: в 3 т. — М. : БИНОМ, 2014. — Т. 2. — С. 144—146. — 636 с. — ISBN 978-5-94774-366-1 .
Источник —

cathleen
  • 2020-09-29
  • 1
  • Tags:

Same as Фосфофруктокиназа-2

The title for the last searches