Fruktóz-2,6-biszfoszfát

Fruktóz-2,6-biszfoszfát
Tábornok
Rövidítések Fr-2,6-F; Fru-2,6 - P2
Chem. képlet C6H14O12P2 _ _ _ _ _ _ _
Fizikai tulajdonságok
Állapot szilárd
Moláris tömeg 340,116 g/ mol
Sűrűség 2,06 g/cm³
Termikus tulajdonságok
Hőfok
 •  forralás Olvadáspont: 760,3 °C
 •  gyújtás Olvadáspont: 413,6 °C
Gőznyomás 1,11E-26 Hgmm Művészet. 25°C-on
Optikai tulajdonságok
Törésmutató 1.609
Osztályozás
Reg. CAS szám 79082-92-1
PubChem 105021
MOSOLYOK   O=P(O)(O)OC[CH]1O[C](CO)(COP(O)(O)=O)[CH](O)[CH] 1O
InChI   InChI=1S/C6H14O12P2/c7-2-6(18-20(13.14)15)5(9)4(8)3(17-6)1-16-19(10.11)12/h3- 5,7- 9H,1-2H2,(H2,10,11,12)(H2,13,14,15)/t3-,4-,5+,6+/m1/s1YXWOAJXNVLXPMU-ZXXMMSQZSA-N
CHEBI 28602
ChemSpider 21106440
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A fruktóz-2,6-biszfoszfát [1] ( fruktóz-2,6-difoszfát , Fr-2,6-F , Fru-2,6- P2 ) az összes eukarióta szabályozó molekulája , amely alloszterikusan befolyásolja a foszfofruktokináz aktivitását 1 enzimek (FFK-1) és fruktóz-1,6-biszfoszfatáz (FBPáz-1). Fokozza a glikolízist és gátolja a glükoneogenezist [2] . Ez a foszforsav és a fruktóz észtere .

Növényekben és állatokban az Fr-2,6-P szintézisét és lebontását a foszfofruktokináz-2 /fruktóz-2,6-biszfoszfatáz (FFK-2/FBF-2) végzi, amely két aktív centrummal rendelkező bifunkciós enzim . 3] . Az Fr-2,6-P fruktóz-6-foszfát egy ATP -molekula segítségével történő foszforilációjával jön létre , és lebomlása következtében fruktóz-6-foszfátra és Fn-re bomlik [ 4 ] [5] .

Felfedezési előzmények

A fruktóz-2,6-biszfoszfátot 71 évvel azután fedezték fel, hogy Young a Garden laboratóriumában élesztőből izolálta a fruktóz és foszforsav első kettős észterét , amelyet később fruktóz-1,6-biszfoszfátként azonosítottak [6] . 1979-ben négy kutatócsoport arról számolt be, hogy a glukagon hormon jelenlétében inkubált hepatocitákban csökkent a foszfofruktokináz-1 enzim aktivitása . 1980-ban Emily Van Schaftingen és munkatársai [7] kimutatták, hogy ez a hatás gélszűrés vagy enzimtisztítás után eltűnik. Továbbá kimutatták, hogy a foszfofruktokináz-1 aktivitásának növelése egyszerűen elérhető a májkivonat ultracentrifugálása után kapott alacsony molekulatömegű frakciónak a hepatocitákhoz való hozzáadásával . Az ebből a frakcióból izolált kis molekulatömegű stimulánst a kutatók fruktóz-2,6-biszfoszfátként azonosították [8] .

Hatások az állatok glükóz metabolizmusára

A fruktóz-2,6-biszfoszfát a foszfofruktokináz 1 alloszterikus aktiválásával serkenti a glükóz lebomlását . Például a májban az Fr-2,6-P magas koncentrációja aktiválja az FFK-1-et, növelve a fruktóz-6-foszfát iránti affinitását. és csökkenti affinitását közvetlen inhibitoraihoz: ATP- hez és citráthoz . Fiziológiás koncentrációjában az FFK-1 szinte teljesen inaktív, de az Fr-2,6-P-vel való kölcsönhatás az enzimet aktív formává alakítja és stimulálja a glikolízist [2] . Ezenkívül a fruktóz-2,6-biszfoszfát gátolja a fruktóz-1,6-biszfoszfatázt, amely megakadályozza a keletkező fruktóz-1,6-biszfoszfát lebomlását. Így az Fr-2,6-F nem teszi lehetővé a glikolízis és a glükoneogenezis egyidejű végzését, ami egy haszontalan ciklushoz vezethet, amelyben a glükóz vég nélkül piruváttá , majd vissza glükózzá alakul .

Az Fr-2,6-F szintjét a sejtben az FFK-2/FBPáz-2 enzim szintézisének és lebomlásának szabályozása szabályozza. Ebben a folyamatban a fő szerepet az inzulin , a glukagon és az adrenalin hormonok játsszák, amelyek foszforiláció /defoszforiláció révén hatnak az enzimre . Így a glukagon aktiválja a máj adenilát -ciklázát, és beindítja a cAMP szintézisét , amely viszont aktiválja a cAMP-függő protein kinázt. Ez a kináz foszforilezi az FFK-2/PBPáz-2-t az N -terminális szerinmaradékon , ami serkenti a fruktóz-2,6-biszfoszfatáz aktivitását és gátolja annak foszfofruktokináz-2-ként történő működését. A sejtben az Fr-2,6-F szintje csökken. Alacsony Fr-2,6-P szint mellett a glikolízis elnyomódik, míg a glükoneogenezis éppen ellenkezőleg, fokozódik. Az inzulin elindítja a fordított folyamatot. Koncentrációjának növekedésével a cAMP szintje csökken, ami viszont aktiválja a protein-foszfatázt , amely defoszforilálja az FFK-2 / FBPáz-2-t, aktiválja a foszfofruktokináz-2-t és elnyomja a fruktóz-2,6-biszfoszfatáz aktivitását. Így az Fr-2,6-P szintjének emelkedése aktiválja az FFK-1 enzimet és serkenti a glikolízist, gátolva a glükoneogenezist [4] [9] [10] .

Befolyás a glükóz anyagcserére gombákban

Általában a fruktóz-2,6-biszfoszfát hatása gombákban hasonló az állatokéhoz: koncentrációjának növekedése serkenti a glikolízist és gátolja a glükoneogenezist . Egyes gombákban az Fr-2,6-P szintéziséért felelős enzim nem érzékeny a cAMP és az ATP szintjére . Ehelyett az FPA-2/FBF-2-t a fő szubsztrát, a fruktóz-6-foszfát szintje és a szénforrás teljes mennyisége szabályozza [11] [12] . Éppen ellenkezőleg, a gombák egy másik része, beleértve az élesztőt is, cAMP-függő módon szabályozza az FFK-2/FBF-2-t, és a foszfofruktokináz aktivitását elnyomja az ATP magas szintje [13] [14] . Általánosságban elmondható, hogy az Fr-2,6-P szintjének szabályozására az összes gomba esetében nem lehet egyetlen közös mechanizmust kiemelni. Valószínűleg erősen függ az életmódjától és a gomba által elfoglalt ökológiai réstől.

Szacharóz szintézis szabályozása növényekben

A növényekben , az állatokkal ellentétben , a fruktóz-2,6-foszfát nem hat az ATP-függő foszfofruktokináz 1-re, hanem egyértelműen stimulálja a pirofoszfát -függő foszfofruktokinázt, amely a fruktóz-6-foszfátot foszforilezi szervetlen pirofoszfát és gátolja a [15] -foszfátot . Az Fr-2,6-P fontos szerepet játszik a trióz foszfát szintjének szabályozásában, amely a Calvin-ciklus végterméke . Gátolja a fruktóz-6-foszfát képződését, amely a szacharóz szintézisének fő szubsztrátja . Az intenzív fotoszintézis során állandóan trióz-foszfátok ( glicerinaldehid-3-foszfát és 3-foszfoglicerát ) képződnek, amelyek alloszterikusan kölcsönhatásba lépnek az FFK-2-vel / FBPáz-2-vel, és gátolják a fruktóz-2,6-biszfoszfát szintézisét, ezáltal stimulálva. szacharóz képződése. Az Fr-2,6-F szintetizálódása sötétben kezdődik, amikor a fotoszintézis folyamatai és a trióz-foszfátok képződése nem megy végbe. A növényekben ezt a folyamatot allosztérikusan aktiválja a szervetlen foszfát és a fruktóz-6-foszfát [16] . Így a szabályozó molekula szintézise komplex módon a C 6 /C 3 cukrok arányától függ a növényi sejtben . Ezt az arányt aktívan befolyásolja a szacharóz szintézisének intenzitása és az Fn kloroplasztiszokhoz való transzportja a trióz-foszfátért cserébe [15] .

Jegyzetek

  1. ↑ Biológiai kémia gyakorlatokkal és feladatokkal / Szerk. S. E. Severina. - M . : "GEOTAR-Media" kiadócsoport, 2011. - S. 95. - 624 p.
  2. ↑ 12 Lange AJ. fruktóz-2,6-biszfoszfát . Minnesotai Egyetem. Archiválva az eredetiből 2015. június 13-án.
  3. ↑ Wu C., Khan SA, Peng LJ, Lange AJ . A fruktóz-2,6-biszfoszfát szerepei az üzemanyag-anyagcsere szabályozásában: a glikolitikus és glükoneogén enzimekre gyakorolt ​​alloszterikus hatásain túl   // Adv . Enzyme Regul. : folyóirat. - 2006. - 20. évf. 46 , sz. 1 . - 72-88 . o . - doi : 10.1016/j.advenzreg.2006.01.010 . — PMID 16860376 .
  4. ↑ 1 2 Kurland IJ, Pilkis SJ A 6-foszfofrukto-2-kináz/fruktóz-2,6-biszfoszfatáz kovalens szabályozása: betekintés egy bifunkcionális enzim autoregulációjába  // Protein Sci  . : folyóirat. - 1995. - június ( 4. köt. , 6. sz.). - P. 1023-1037 . - doi : 10.1002/pro.5560040601 . — PMID 7549867 .
  5. ↑ Michels PA , Rigden DJ A fruktóz-2,6-biszfoszfát metabolizmus evolúciós elemzése.  (angol)  // IUBMB élet. - 2006. - Vol. 58. sz. 3 . - P. 133-141. - doi : 10.1080/15216540600688280 . — PMID 16766380 .
  6. ↑ Válogatott témák a biokémia történetéből: személyes emlékek (77. oldal) . Hozzáférés dátuma: 2015. június 28. Az eredetiből archiválva : 2015. július 1.
  7. ↑ E. Van Schaftingen, L. Hue és H. G. Hers. Fruktóz-2,6-biszfoszfát, a foszfofruktokináz glükóz- és glukagon-érzékeny stimulátorának valószínűleg szerkezete.  (angol)  // Biochem J. : folyóirat. - 1980. - december 15. ( 192. évf. , 3. sz.). - P. 897-901 .
  8. ↑ HG Hers és E. Van Schaftingen. Fruktóz 2,6-biszfoszfát 2 évvel a felfedezése után.  (angol)  // Biochem J. : folyóirat. - 1982. - július 15. ( 206. évf. , 1. sz.). - P. 1-12 .
  9. ↑ Smith WE, Langer S., Wu C., Baltrusch S., Okar DA A máj glükóz metabolizmusának molekuláris koordinációja a 6-foszfofrukto-2-kináz  / fruktóz-2,6-biszfoszfatáz: glükokináz  komplex által Mol. Endokrinol. : folyóirat. - 2007. - június ( 21. évf. , 6. sz.). - P. 1478-1487 . - doi : 10.1210/me.2006-0356 . — PMID 17374851 .
  10. ↑ Nelson, Cox, 2014 , p. 144-146.
  11. ↑ José Abrahao Neto. A foszfofruktokináz II jellemzése és a fruktóz-2,6-biszfoszfát szintjének szabályozása a Trichoderma reesei-ben  //  Mikrobiológia : folyóirat. - 1993. - június ( 139. köt. ). - P. 1363-1369 . - doi : 10.1099/00221287-139-6-1363 .
  12. ↑ Vandercammen A1, François JM, Torres BB, Maia JC, Hers HG Fruktóz 2,6-biszfoszfát és szénhidrát anyagcsere a Blastocladiella emersonii vízi gomba életciklusa során. (angol)  // Mikrobiológia : folyóirat. — Mikrobiológiai Társaság, 1990. - január ( 136. évf. , 1. sz.). - 137-146 . o . — PMID 2161899 .
  13. ↑ Gandhi Radis-BaptistaDavid N., Urquizo Valdivia, José Abrahao-Neto. A fruktóz-2,6-biszfoszfát bioszintézise és a szénhidrát-anyagcsere szabályozása az Aspergillus oryzae-ben  // Canadian Journal of  Microbiology : folyóirat. — NRC Research Press, 2011. - január ( 44. évf. , 1. sz.). - P. 6-11 . - doi : 10.1139/w97-129 .
  14. ↑ Dihazi H1, Kessler R., Eschrich K. A Ras-cAMP útvonal glükóz által indukált stimulációja élesztőben a 6-foszfofrukto-2-kináz többszörös foszforilációjához és aktiválásához vezet. (angol)  // Biokémia : folyóirat. - 2003. - május 27. ( 42. köt. , 20. sz.). - P. 6275-6282 . - doi : 10.1021/bi034167r . — PMID 12755632 .
  15. ↑ 1 2 Ermakov, 2005 , p. 223.
  16. ↑ Nielsen TH, Rung JH, Villadsen D. Fruktóz-2,6-biszfoszfát: közlekedési jelzés a növényi anyagcserében  // Trends Plant Sci  . : folyóirat. - 2004. - november ( 9. köt. , 11. sz.). - P. 556-563 . - doi : 10.1016/j.tplants.2004.09.004 . — PMID 15501181 .

Irodalom