De enzymatisch gekatalyseerde overdracht van een fosforylgroep uit ATP is een belangrijke reactie in een grote verscheidenheid van biologische processen. Fosfofructokinase katalyseert de fosforylering van fructose-6-fosfaat tot fructose-1,6-bisfosfaat, een belangrijke regulerende stap in de glycolytische route. Het wordt allosterisch geremd door ATP en allosterisch geactiveerd door AMP, waardoor het de energetische behoeften van de cel aangeeft wanneer deze de glycolytische weg ondergaat. PFK bestaat als homotetrameer in bacteriën en zoogdieren (waar elk monomeer 2 soortgelijke domeinen bezit) en als octomeer in gist (waar er 4 alfa- (PFK1) en 4 bèta-ketens (PFK2) zijn, de laatste, zoals de monomeren in zoogdieren, 2 soortgelijke domeinen bezit).
PFK is ongeveer 300 aminozuren lang en structuurstudies van het bacteriële enzym hebben aangetoond dat het twee soortgelijke (alfa/bèta) lobben heeft: de ene is betrokken bij de ATP-binding en de andere bevat zowel de substraatbindingsplaats als de allosterische plaats (een regulerende bindingsplaats die verschilt van de actieve plaats, maar die de enzymactiviteit beïnvloedt). De identieke tetramersubeenheden nemen 2 verschillende conformatievormen aan: in een “gesloten” toestand slaat het gebonden magnesiumion een brug tussen de fosforylgroepen van de enzymproducten (ADP en fructose-1,6-bisfosfaat); en in een “open” toestand bindt het magnesiumion alleen het ADP, aangezien de 2 producten nu verder van elkaar verwijderd zijn. Deze conformatie wordt verondersteld opeenvolgende stadia te zijn van een reactieroute die sluiting van de subeenheid vereist om de 2 moleculen voldoende dicht bij elkaar te brengen om te reageren.
De omgekeerde reactie wordt gekatalyseerd door het enzym Fructose-1,6-bisfosfatase.
Fosfofructokinase familieEdit
PFK behoort tot de fosfofructokinase B (PfkB) familie van suikerkinases. Andere leden van deze familie (ook bekend als de Ribokinase familie) zijn ribokinase (RK), adenosine kinase (AK), inosine kinase, en 1-fosfofructokinase. De leden van de PfkB/RK familie worden geïdentificeerd door de aanwezigheid van drie geconserveerde sequentiemotieven. De structuren van verschillende eiwitten van de PfK-familie zijn van een aantal organismen bepaald en de enzymatische activiteit van deze eiwitfamilie vertoont een afhankelijkheid van de aanwezigheid van pentavalente ionen. PFK wordt in isovormversies gevonden in skeletspieren (PFKM), in de lever (PFKL), en uit bloedplaatjes (PFKP), waardoor weefselspecifieke expressie en functie mogelijk zijn. Er wordt nog steeds gespeculeerd dat de isovormen een rol kunnen spelen bij specifieke glycolytische snelheden in de weefselspecifieke omgevingen waarin zij zich bevinden. Bij de mens is vastgesteld dat sommige menselijke tumorcellijnen een verhoogde glycolytische productiviteit hadden en dat deze gecorreleerd was met de verhoogde hoeveelheid PFKL.