A transferência enzimática catalisada de um grupo fosforilo de ATP é uma reação importante em uma grande variedade de processos biológicos. A fosfofructoquinase catalisa a fosforilação do fructose-6-fosfato para o fructose-1,6-bisfosfato, uma etapa regulatória chave na via glicolítica. É inibido alostericamente pelo ATP e ativado alostericamente pelo AMP, indicando assim as necessidades energéticas da célula quando esta se submete à via glicolítica. O PFK existe como um homotetramer em bactérias e mamíferos (onde cada monômero possui 2 domínios semelhantes) e como um octômero em leveduras (onde existem 4 cadeias alfa (PFK1) e 4 cadeias beta (PFK2), estas últimas, como os monômeros mamíferos, possuindo 2 domínios semelhantes). Esta proteína pode utilizar o modelo de morfeína da regulação alostérica.
PFK tem cerca de 300 aminoácidos de comprimento, e estudos estruturais da enzima bacteriana mostraram que ela compreende dois lóbulos semelhantes (alfa/beta): um envolvido na ligação ATP e o outro que abriga tanto o local de ligação do substrato como o local alostérico (um local de ligação regulamentar distinto do local ativo, mas que afeta a atividade enzimática). As subunidades idênticas do tetrâmero adotam 2 conformações diferentes: em estado “fechado”, o íon de magnésio ligado liga os grupos fosforilo dos produtos enzimáticos (ADP e fructose-1,6-bisfosfato); e em estado “aberto”, o íon de magnésio liga apenas o ADP, uma vez que os 2 produtos estão agora mais distantes. Estas conformações são consideradas estágios sucessivos de uma via de reação que requer fechamento da subunidade para trazer as 2 moléculas suficientemente próximas para reagir.
A reação inversa é catalisada pela enzima Fructose-1,6-bisfosfatase.
Família da fosfofructoquinaseEdit
PFK pertence à família das quinases de fosfofructoquinase B (PfkB). Outros membros desta família (também conhecida como família Ribokinase) incluem riboquinase (RK), adenosina quinase (AK), inosina quinase, e 1-fosfofructoquinase. Os membros da família PfkB/RK são identificados pela presença de três motivos de sequência conservados. As estruturas de várias proteínas da família PfK foram determinadas a partir de vários organismos e a atividade enzimática desta família de proteínas mostra uma dependência da presença de íons pentavalentes. O PFK é encontrado em versões isoforma em músculos esqueléticos (PFKM), no fígado (PFKL) e em plaquetas (PFKP), permitindo a expressão e função específica dos tecidos. Ainda especula-se que as isoformas podem desempenhar um papel em taxas glicolíticas específicas nos ambientes tecido-específicos em que elas se encontram. Foi descoberto em humanos que algumas linhas de células tumorais humanas tiveram uma produtividade glicolítica aumentada e correlacionada com o aumento da quantidade de PFKL.