Fruktóz 1,6-biszfoszfatáz

Fruktóz-1,6-biszfoszfatáz , továbbá Fruktóz-1,6-difoszfatáz ( FBF-ase , FBP az angolból  rövidítve . Fruktóz 1,6-biszfoszfatáz , CF kód 3.1.3.11 ) egy enzim a hidroláztázok ( foszfatázok ) csoportjából ), katalizálja a fruktóz-1,6-biszfoszfát hidrolízisének reakcióját fruktóz-6-foszfáttá , szervetlen foszfát képződésével a reakció szerint:

+ H 2 O + P i

Ez a reakció a glükoneogenezisben és a Calvin-ciklusban megy végbe , amelyeket anabolikus folyamatoknak neveznek. A fruktóz-1,6-biszfoszfatáz a glikolízis során a foszfofruktokináz által katalizált reakció fordított reakcióját katalizálja [1] [2] . Ezek az enzimek csak egy irányba katalizálják a reakciókat, és metabolitok, például fruktóz-2,6-biszfoszfát szabályozzák őket , így a két enzim közül az egyik nagy aktivitása a másik alacsony aktivitásával párosul. Ismeretes, hogy a fruktóz-2,6-biszfoszfát allosztérikusan is kötődhet a fruktóz-1,6-biszfoszfatázhoz, ezáltal gátolja azt, ugyanakkor aktiválja a foszfofruktokinázt. Az FBF-áz különféle metabolikus útvonalakban vesz részt, és a legtöbb szervezetben megtalálható. Az FBF-áz kétértékű fémionokat igényel a katalízis kofaktoraként (lehetőleg Mg 2+ és Mn 2+ ), míg a Li + lítium ionok erős inhibitorok .

Az ezt az enzimet kódoló gén, az FBP1 , a 9. kromoszómán található .

Szerkezet

Megállapították, hogy a sertés fruktóz-1,6-biszfoszfatáz hajtása megegyezik az inozitol-1-foszfatázzal (IMF-áz) [3] . Az inozitol-polifoszfát-1-foszfatáz (IPFase), az IMPáz és az FBPáz szekvencia motívummal rendelkezik (Asp-Pro-Ile/Leu-Asp-Gly/Ser-Thr/Ser), amelyről kimutatták, hogy megköti a fémionokat és részt vesz a katalízisben . Ez a motívum megtalálható az IMPase távoli rokon gombás, bakteriális és élesztő homológjaiban is. Feltételezték, hogy ezek a fehérjék egy ősi szerkezetileg konzervált családot határoznak meg, amely különböző metabolikus útvonalakban vesz részt, beleértve az inozit jelátvitelt, a glükoneogenezist , a szulfátfelvételt és esetleg a kinon metabolizmust [4] .

A fajok megoszlása

A fruktóz-1,6-biszfoszfatáz három különböző csoportját azonosították eukariótákban és baktériumokban (FBF-ázok I-III) [5] . Ezen csoportok egyikét sem találták még az archaeában , azonban a közelmúltban az archaeában azonosították a PBPA-ázok új csoportját (PBPáz IV), amely az inozitol-monofoszfatáz tulajdonságait is mutatja [6] .

Az FBF-ázok új csoportja (FBF-áz V) a termofil archaeákban és az Aquifex aeolicus hipertermofil baktériumokban fordul elő [7] .

Részvétel a cukorbetegség kezelésében

A fruktóz-1,6-biszfoszfatáz a 2- es típusú diabetes mellitus kezelésében is kulcsszerepet játszik . Ezt a betegséget hiperglikémia (magas vércukorszint) jellemzi , amely számos súlyos problémát okoz, és a kezelés gyakran a vércukorszint csökkentésére irányul [8] [9] [10] . A megnövekedett máj glükoneogenezis a glükóz túltermelés egyik fő oka ezeknél a betegeknél, ezért a glükoneogenezis gátlása ésszerű kezelés a 2-es típusú diabetes mellitusban.

Szűkösség

Az FBP1 gén mutációi örökletes fruktóz-1,6-biszfoszfatáz-hiányhoz vezethetnek. Ez egy autoszomális recesszív rendellenesség, amelyet a glükoneogenezis folyamatának zavarai jellemeznek, ami hipoglikémiát , tejsavas acidózist , hiperventillációt , görcsrohamokat és hipoglikémiás kómát eredményez . Ezek a megnyilvánulások különösen veszélyesek az újszülöttek körében, mivel közöttük magas a halálozási arány.

Jegyzetek

1. ↑ Marcus F., Harrsch PB A spenót kloroplaszt fruktóz-1,6-biszfoszfatáz aminosavszekvenciája   // Archives of Biochemistry and Biophysics : folyóirat. - Elsevier , 1990. - május ( 279. kötet , 1. szám ). - 151-157 . o . - doi : 10.1016/0003-9861(90)90475-E . — PMID 2159755 .
2. ↑ Marcus F., Gontero B., Harrsch PB, Rittenhouse J.  Aminosavszekvencia homológia a fruktóz-1,6-biszfoszfatázok között  // Biochemical and Biophysical Research Communications : folyóirat. - 1986. - március ( 135. évf. , 2. sz.). - P. 374-381 . - doi : 10.1016/0006-291X(86)90005-7 . — PMID 3008716 .
3. ↑ Zhang Y., Liang JY, Lipscomb WN A fruktóz-1,6-biszfoszfatáz és az inozitol-monofoszfatáz közötti szerkezeti hasonlóságok   // Biokémiai és biofizikai kutatási közlemények : folyóirat. - 1993. - február ( 190. évf. , 3. sz.). - P. 1080-1083 . - doi : 10.1006/bbrc.1993.1159 . — PMID 8382485 .
4. ↑ York JD, Ponder JW, Majerus PW Fémfüggő  / Li(+)-gátolt foszfomonoészteráz fehérjecsalád meghatározása konzervált háromdimenziós magszerkezet alapján  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : folyóirat. - 1995. - május ( 92. évf. , 11. sz.). - P. 5149-5153 . - doi : 10.1073/pnas.92.11.5149 . — PMID 7761465 .
5. ↑ Donahue JL, Bownas JL, Niehaus WG, Larson TJ A glpX által kódolt fruktóz 1, 6-biszfoszfatáz, az Escherichia coli glicerin-3-foszfát regulonjának új enzimének tisztítása és jellemzése  //  Journal of Bacteriology : folyóirat. - 2000. - október ( 182. évf. , 19. sz.). - P. 5624-5627 . doi : 10.1128 / jb.182.19.5624-5627.2000 . — PMID 10986273 .
6. ↑ Stec B., Yang H., Johnson KA, Chen L., Roberts MF Az MJ0109 egy enzim, amely egyszerre inozitol-monofoszfatáz és „hiányzó” régebbi fruktóz-1,6-biszfoszfatáz   // Nature Structural Biology  : Journal. - 2000. - november ( 7. évf. , 11. sz.). - P. 1046-1050 . - doi : 10.1038/80968 . — PMID 11062561 .
7. ↑ Rashid N., Imanaka H., Kanai T., Fukui T., Atomi H., Imanaka T. A valódi fruktóz-1,6-biszfoszfatáz új jelöltje az  archaeában // The  Journal of Biological Chemistry  : folyóirat. - 2002. - augusztus ( 277. évf . , 34. sz.). - P. 30649-30655 . - doi : 10.1074/jbc.M202868200 . — PMID 12065581 .
8. ↑ Dang* Qun , Van Poelje Paul D. , Erion Mark D. 11. fejezet: Az MB07803, a második generációs fruktóz-1,6-biszfoszfatáz gátló, javított farmakokinetikai tulajdonságokkal való felfedezése és fejlesztése, mint a 2-es típusú cukorbetegség lehetséges kezelése  (angol)  // Drug Discovery. - 2012. - P. 306-323 . — ISBN 9781849734141 . — ISSN 2041-3211 . - doi : 10.1039/9781849735322-00306 .
9. ↑ Hofmann, FB és Munchen. "Kísérleti farmakológia kézikönyve: Cukorbetegség – perspektívák a gyógyszeres terápiában." Springer-Verlag Berlin Heidelverg 203 (2011). Web.
10. ↑ van Poelje PD , Potter SC , Chandramouli VC , Landau BR , Dang Q. , Erion MD A fruktóz 1,6-biszfoszfatáz gátlása csökkenti a túlzott endogén glükóztermelést és mérsékli a hiperglikémiát Zucker cukorbeteg zsíros patkányokban.  (angol)  // Cukorbetegség. - 2006. - június ( 55. évf. , 6. sz.). - P. 1747-1754 . - doi : 10.2337/db05-1443 . — PMID 16731838 .

Szótárak és enciklopédiák	Britannica (online)