Enzymem katalyzovaný přenos fosforylové skupiny z ATP je důležitou reakcí v celé řadě biologických procesů. Fosfofruktokináza katalyzuje fosforylaci fruktóza-6-fosfátu na fruktóza-1,6-bisfosfát, což je klíčový regulační krok v glykolytické dráze. Je alostericky inhibována ATP a alostericky aktivována AMP, čímž indikuje energetické potřeby buňky při glykolytické dráze. PFK existuje jako homotetramer u bakterií a savců (kde každý monomer má 2 podobné domény) a jako oktomer u kvasinek (kde jsou 4 alfa- (PFK1) a 4 beta-řetězce (PFK2), přičemž druhý z nich má stejně jako savčí monomery 2 podobné domény). Tento protein může využívat morfeinový model alosterické regulace.
PFK je dlouhý asi 300 aminokyselin a strukturní studie bakteriálního enzymu ukázaly, že se skládá ze dvou podobných (alfa/beta) laloků: jeden se podílí na vazbě ATP a ve druhém se nachází jak vazebné místo pro substrát, tak alosterické místo (regulační vazebné místo odlišné od aktivního místa, které však ovlivňuje aktivitu enzymu). Stejné podjednotky tetrameru zaujímají dvě různé konformace: v „uzavřeném“ stavu navázaný hořečnatý ion přemosťuje fosforylové skupiny produktů enzymu (ADP a fruktosa-1,6-bisfosfát) a v „otevřeném“ stavu hořečnatý ion váže pouze ADP, protože oba produkty jsou nyní dále od sebe. Tyto konformace jsou považovány za po sobě jdoucí fáze reakční dráhy, která vyžaduje uzavření podjednotky, aby se 2 molekuly dostatečně přiblížily k reakci.
Reverzní reakci katalyzuje enzym fruktóza-1,6-bisfosfatáza.
Rodina fosfofruktokinázEdit
FK patří do rodiny fosfofruktokináz B (PfkB) cukerných kináz. Mezi další členy této rodiny (známé také jako rodina ribokináz) patří ribokináza (RK), adenosinkináza (AK), inosinkináza a 1-fosfofruktokináza. Členové rodiny PfkB/RK jsou identifikováni podle přítomnosti tří konzervovaných sekvenčních motivů. Struktury několika proteinů rodiny PfK byly určeny z řady organismů a enzymatická aktivita této rodiny proteinů vykazuje závislost na přítomnosti pentavalentních iontů. PFK se vyskytuje v isoformách v kosterním svalstvu (PFKM), v játrech (PFKL) a z krevních destiček (PFKP), což umožňuje tkáňově specifickou expresi a funkci. Stále se spekuluje, že izoformy mohou hrát roli ve specifické rychlosti glykolýzy v tkáňově specifickém prostředí, ve kterém se nacházejí. U lidí bylo zjištěno, že některé lidské nádorové buněčné linie měly zvýšenou glykolytickou produktivitu a korelovaly se zvýšeným množstvím PFKL.