Den enzymkatalyserade överföringen av en fosforylgrupp från ATP är en viktig reaktion i många olika biologiska processer. Fosfofruktokinas katalyserar fosforyleringen av fruktos-6-fosfat till fruktos-1,6-bisfosfat, ett viktigt reglerande steg i den glykolytiska vägen. Det inhiberas allosteriskt av ATP och aktiveras allosteriskt av AMP, vilket indikerar cellens energibehov när den genomgår den glykolytiska vägen. PFK finns som en homotetramer i bakterier och däggdjur (där varje monomer har två liknande domäner) och som en oktomer i jäst (där det finns fyra alfa- (PFK1) och fyra betakedjor (PFK2), där den sistnämnda, liksom däggdjurens monomerer, har två liknande domäner). Detta protein kan använda morfeinmodellen för allosterisk reglering.
PFK är cirka 300 aminosyror långt, och strukturstudier av det bakteriella enzymet har visat att det består av två likartade (alfa/beta) lober: en som är involverad i ATP-bindning och den andra som rymmer både substratbindningsstället och det allosteriska stället (ett reglerande bindningsställe som är skilt från det aktiva stället, men som påverkar enzymaktiviteten). De identiska tetramer-underenheterna antar två olika konformationer: i ett ”stängt” tillstånd överbryggar den bundna magnesiumjonen fosforylgrupperna i enzymprodukterna (ADP och fruktos-1,6-bisfosfat), och i ett ”öppet” tillstånd binder magnesiumjonen endast ADP, eftersom de två produkterna nu är längre ifrån varandra. Dessa konformationer tros vara successiva steg i en reaktionsväg som kräver stängning av subenheten för att de 2 molekylerna ska komma tillräckligt nära varandra för att reagera.
Den omvända reaktionen katalyseras av enzymet fruktos-1,6-bisfosfatas.
Fosfofruktokinas-familjenRedigera
PFK tillhör familjen av sockerkinaser av typen fosfofruktokinas B (PfkB). Andra medlemmar i denna familj (även känd som ribokinasfamiljen) inkluderar ribokinas (RK), adenosinkinas (AK), inosinkinas och 1-fosfofruktokinas. Medlemmarna i PfkB/RK-familjen identifieras genom förekomsten av tre bevarade sekvensmotiv. Strukturerna av flera proteiner ur PfK-familjen har bestämts från ett antal organismer och den enzymatiska aktiviteten hos denna proteinfamilj är beroende av närvaron av pentavalenta joner. PFK finns i isoformversioner i skelettmuskulaturen (PFKM), i levern (PFKL) och från trombocyter (PFKP), vilket möjliggör vävnadsspecifikt uttryck och funktion. Det spekuleras fortfarande om att isoformerna kan spela en roll för specifika glykolytiska hastigheter i de vävnadsspecifika miljöer de befinner sig i. Man har hos människor funnit att vissa mänskliga tumörcellinjer hade ökad glykolytisk produktivitet och korrelerade med den ökade mängden PFKL.