Katalizowane przez enzym przeniesienie grupy fosforanowej z ATP jest ważną reakcją w wielu różnych procesach biologicznych. Fosfofruktokinaza katalizuje fosforylację fruktozo-6-fosforanu do fruktozo-1,6-bisfosforanu, kluczowy etap regulacyjny w szlaku glikolitycznym. Jest ona allosterycznie hamowana przez ATP i allosterycznie aktywowana przez AMP, wskazując w ten sposób na potrzeby energetyczne komórki, gdy przechodzi ona szlak glikolityczny. PFK występuje jako homotetramer u bakterii i ssaków (gdzie każdy monomer posiada 2 podobne domeny) oraz jako oktomer u drożdży (gdzie występują 4 łańcuchy alfa (PFK1) i 4 łańcuchy beta (PFK2), przy czym te ostatnie, podobnie jak monomery ssaków, posiadają 2 podobne domeny). Białko to może wykorzystywać model morfeinowy regulacji allosterycznej.
PFK ma długość około 300 aminokwasów, a badania strukturalne enzymu bakteryjnego wykazały, że składa się on z dwóch podobnych płatów (alfa/beta): jeden zaangażowany w wiązanie ATP, a drugi mieszczący zarówno miejsce wiążące substraty, jak i miejsce allosteryczne (regulacyjne miejsce wiążące różne od miejsca aktywnego, ale wpływające na aktywność enzymu). Identyczne podjednostki tetrameru przyjmują 2 różne konformacje: w stanie „zamkniętym” związany jon magnezu łączy grupy fosforanowe produktów enzymu (ADP i fruktozo-1,6-bisfosforan); w stanie „otwartym” jon magnezu wiąże tylko ADP, ponieważ te dwa produkty są teraz bardziej od siebie oddalone. Uważa się, że te konformacje są kolejnymi etapami ścieżki reakcji, która wymaga zamknięcia podjednostki, aby zbliżyć 2 cząsteczki wystarczająco blisko siebie do reakcji.
Reakcja odwrotna jest katalizowana przez enzym Fruktozo-1,6-bisfosfatazę.
Rodzina fosfofruktokinazEdit
PFK należy do rodziny fosfofruktokinazy B (PfkB) kinaz cukrowych. Inni członkowie tej rodziny (znanej również jako rodzina rybokinaz) obejmują rybokinazę (RK), kinazę adenozynową (AK), kinazę inozynową i 1-fosfofruktokinazę. Członkowie rodziny PfkB/RK są identyfikowani dzięki obecności trzech konserwowanych motywów sekwencyjnych. Struktury kilku białek z rodziny PfK zostały określone dla wielu organizmów, a aktywność enzymatyczna tej rodziny białek wykazuje zależność od obecności jonów pentawalentnych. PFK występuje w wersjach izoformowych w mię¶niach szkieletowych (PFKM), w w±trobie (PFKL) i z płytek krwi (PFKP), co pozwala na specyficzn± tkankowo ekspresję i funkcję. Nadal spekuluje się, że izoformy te mogą odgrywać rolę w specyficznych wskaźnikach glikolitycznych w specyficznych dla danej tkanki środowiskach, w których się znajdują. Stwierdzono u ludzi, że niektóre linie komórkowe ludzkich nowotworów miały zwiększoną wydajność glikolityczną i korelowały ze zwiększoną ilością PFKL.