A foszforilcsoport ATP-ből történő enzimkatalizált átvitele fontos reakció számos biológiai folyamat során. A foszfofruktokináz katalizálja a fruktóz-6-foszfát foszforilálását fruktóz-1,6-biszfoszfáttá, ami a glikolitikus útvonal egyik kulcsfontosságú szabályozási lépése. Az ATP alloszterikusan gátolja, az AMP pedig alloszterikusan aktiválja, így jelzi a sejt energiaszükségletét, amikor a glikolitikus útvonalon halad. A PFK homotetramer formájában létezik baktériumokban és emlősökben (ahol minden monomer 2 hasonló doménnel rendelkezik) és oktomerként élesztőben (ahol 4 alfa- (PFK1) és 4 béta-lánc (PFK2) van, ez utóbbi az emlős monomerekhez hasonlóan 2 hasonló doménnel rendelkezik). Ez a fehérje az alloszterikus szabályozás morfium-modelljét használhatja.
A PFK körülbelül 300 aminosav hosszú, és a bakteriális enzim szerkezeti vizsgálatai kimutatták, hogy két hasonló (alfa/béta) lebenyből áll: az egyik az ATP-kötésben vesz részt, a másikban pedig a szubsztrátkötő hely és az alloszterikus hely (az aktív helytől eltérő, de az enzim aktivitását befolyásoló szabályozó kötőhely) is található. Az azonos tetramer alegységek 2 különböző konformációt vesznek fel: “zárt” állapotban a kötött magnéziumion hidat képez az enzimtermékek (ADP és fruktóz-1,6-biszfoszfát) foszforilcsoportjai között; “nyitott” állapotban pedig a magnéziumion csak az ADP-t köti, mivel a két termék már távolabb van egymástól. Ezek a konformációk feltehetően egy olyan reakcióút egymást követő szakaszai, amelyhez az alegység záródása szükséges ahhoz, hogy a 2 molekula elég közel kerüljön egymáshoz a reakcióhoz.
A fordított reakciót a fruktóz-1,6-biszfoszfatáz enzim katalizálja.
Foszfofruktokináz családSzerkesztés
A PFK a cukorkinázok foszfofruktokináz B (PfkB) családjába tartozik. E család (más néven ribokináz család) további tagjai a ribokináz (RK), az adenozin kináz (AK), az inozin kináz és az 1-foszfofruktokináz. A PfkB/RK család tagjait három konzervált szekvencia-motívum jelenléte alapján azonosítják. A PfK család számos fehérje szerkezetét határozták meg számos organizmusból, és e fehérjecsalád enzimatikus aktivitása függést mutat a pentavalens ionok jelenlététől. A PFK izoforma változatban megtalálható a vázizomzatban (PFKM), a májban (PFKL) és a vérlemezkékből (PFKP), ami lehetővé teszi a szövetspecifikus expressziót és működést. Továbbra is feltételezik, hogy az izoformák szerepet játszhatnak a specifikus glikolitikus rátákban a szövetspecifikus környezetükben. Embereknél azt találták, hogy egyes humán tumorsejtvonalak megnövekedett glikolitikus termelékenységgel rendelkeztek, és ez korrelált a PFKL megnövekedett mennyiségével.