La transferencia catalizada por una enzima de un grupo fosforilo del ATP es una reacción importante en una amplia variedad de procesos biológicos. La fosfofructocinasa cataliza la fosforilación de la fructosa-6-fosfato a fructosa-1,6-bisfosfato, un paso regulador clave en la vía glucolítica. Es inhibida alostéricamente por el ATP y activada alostéricamente por el AMP, indicando así las necesidades energéticas de la célula cuando se somete a la vía glucolítica. La PFK existe como un homotetrámero en bacterias y mamíferos (donde cada monómero posee 2 dominios similares) y como un octómero en la levadura (donde hay 4 cadenas alfa (PFK1) y 4 cadenas beta (PFK2), esta última, al igual que los monómeros de mamíferos, posee 2 dominios similares). Esta proteína puede utilizar el modelo de regulación alostérica de la morfina.
La PFK tiene unos 300 aminoácidos de longitud, y los estudios estructurales de la enzima bacteriana han demostrado que comprende dos lóbulos similares (alfa/beta): uno que participa en la unión al ATP y el otro que alberga tanto el sitio de unión al sustrato como el sitio alostérico (un sitio de unión regulador distinto del sitio activo, pero que afecta a la actividad de la enzima). Las subunidades idénticas del tetrámero adoptan 2 conformaciones diferentes: en un estado «cerrado», el ion magnesio unido une los grupos fosforilo de los productos de la enzima (ADP y fructosa-1,6-bisfosfato); y en un estado «abierto», el ion magnesio se une sólo al ADP, ya que los 2 productos están ahora más separados. Se cree que estas conformaciones son etapas sucesivas de una vía de reacción que requiere el cierre de la subunidad para acercar las 2 moléculas lo suficiente como para que reaccionen.
La reacción inversa es catalizada por la enzima Fructosa-1,6-bisfosfatasa.
Familia de las fosfofructoquinasasEditar
PFK pertenece a la familia de las fosfofructoquinasas B (PfkB). Otros miembros de esta familia (también conocida como familia de las riboquinasas) son la riboquinasa (RK), la adenosina quinasa (AK), la inosina quinasa y la 1-fosfofructoquinasa. Los miembros de la familia PfkB/RK se identifican por la presencia de tres motivos de secuencia conservados. Se han determinado las estructuras de varias proteínas de la familia PfK de varios organismos y la actividad enzimática de esta familia de proteínas muestra una dependencia de la presencia de iones pentavalentes. La PFK se encuentra en versiones de isoformas en el músculo esquelético (PFKM), en el hígado (PFKL) y en las plaquetas (PFKP), lo que permite una expresión y una función específicas para cada tejido. Se sigue especulando con la posibilidad de que las isoformas desempeñen un papel en las tasas glucolíticas específicas de los tejidos en los que se encuentran. Se ha descubierto en humanos que algunas líneas celulares tumorales humanas tenían una mayor productividad glucolítica y se correlacionaba con la mayor cantidad de PFKL.