Izvorni kôd stranice Fosfofruktokinaza 1

{{Infokutija protein
|simbol=1-FFK
| ime = 1-fosfofruktokinaza
| EC_number = 2.7.1.56
| CAS_number = 37278-03-8
| IUBMB_EC_number = 2/7/1/56
| GO_code =
| image = 1mto.jpg
| width = 270
| caption = Fosfofruktokinaza 1, tetramer, Geobacillus stearothermophilus
}}
'''1-fosfofruktokinaza''' - PFKI - ([[EC broj 2.7.1.56]]) – '''fruktoza-1-fosfat kinaza''', 1-fosfofruktokinaza (fosforilacija), D-fruktoza-1-fosfat kinaza, '''fruktoza 1-fosfat kinaza''', '''fosfofruktokinaza 1''') – je [[enzim]]  sistemskog  imena ''ATP:D-fruktoza-fosfat 6-fosfotransferaza''.<ref>{{cite journal | title = 1-Phosphofructokinase from an anaerobe |author = Reeves, R.E., Warren, L.G. and Hsu, D.S. |journal = J. Biol. Chem. |date = 1966 |volume = 241 |pages = 1257-1261 |pmid = 4222878}}</ref><ref>{{cite journal | title = D-Fructose 1-phosphate kinase and D-fructose 6-phosphate kinase from ''Aerobacter aerogenes''. A comparative study of regulatory properties |author = Sapico, V. and Anderson, R.L. |journal = J. Biol. Chem. |date = 1969 |volume = 244 |pages = 6280-6288 |pmid = 4242639}}</ref> Ovaj enzim [[Kataliza|katalizira]] slijedeću [[hemijska reakcija|hemijsku reakciju]]:

: [[Adenozin trifosfat|ATP]] + D-[[fruktoza 1-fosfat]] <math>\rightleftharpoons</math> [[Adenozin difosfat|ADP]] + D-fruktoza 1,6-bisfosfat

* U  ovom procesu [[metabolizam|metabolizma]], ITP, GTP ili UTP mogu zamijeniti [[ATP]].<ref>Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R.,  Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, {{ISBN|9958-9344-1-8}}.</ref>

{{Enzimska reakcija
|foward_enzyme=[[Fosfofruktokinaza-1]]
|reverse_enzyme=[[Fruktoza bisfosfataza]]
|substrate=β-<small>D</small>-[[fruktoza 6-fosfat]]
|product=β-<small>D</small>-[[fruktoza 1,6-bisfosfat]]
|reaction_direction_(foward/reversible/reverse)=reversible
|minor_foward_substrate(s)=[[adenozin trifosfat|ATP]]
|minor_foward_product(s)=[[Adenozin difosfat|ADP]]
|minor_reverse_substrate(s)=H<sub>2</sub>O
|minor_reverse_product(s)=P<sub>i</sub>
|substrate_image=beta-D-fructose-6-phosphate_wpmp.png
|product_image=beta-D-fructose-1,6-bisphosphate_wpmp.png
}}

== Struktura ==
PFK1  [[sisar]]a je [[oligomer|tetramer]] od  340 kD, koji se sastoji od tri tipa podjedinica: [[mišići|mišićne]] (M), [[jetra|jetrene]] (L), i [[trombocit]]ne (P). Sastav ovog tetramera se ralikuje ovisno o tipu pripadajućeg tkiva. Naprimjer, mišići ispoljavaju samo M [[izozim]], što znači da  su mišićni PFK1 homotetrameri: M4. Jetra i bubrezi pretežno imaju  L izoformu. [[Eritrociti]] ispoljavaju  M i L podjedinice koje se slučajno  tetramerizuju u M4, L4 i tri hibridne forme enzima (ML3, M2L2, M3L). Kinetička i regulacijska svojstva različitih izoformi ovise o kompoziciji. Tkivno specifične promjene  aktivnosti PFK i izoenzimski sadržaj znatno doprinose raznolikosti [[glikoliza|glikolitske]] i [[glukoneogeneza|glukoneogenetske]] brzine u raličitim tkivima.

PFK1 je alosterni enzim čija struktura liči [[hemoglobin]]sku. To je dimer dimera.<ref name="pmid6115424">{{PDB|4pfk}}; {{cite journal | author = Evans PR, Farrants GW, Hudson PJ | title = Phosphofructokinase: structure and control | journal = Philos. Trans. R. Soc. Lond., B, Biol. Sci. | volume = 293 | issue = 1063 | pages = 53–62 | year = 1981 | month = June | pmid = 6115424 | doi = 10.1098/rstb.1981.0059| laysummary = http://www.pdb.org/pdb/static.do?p=education_discussion/molecule_of_the_month/pdb50_4.html | laysource = PDB Molecule of the Month }}</ref> Jedna polovina svakog dimera sadrži [[mjesto vezanja]] ATP molekule, dok je u drugoj polovini mjesto vezanja supstrata (fruktoze 6-fosfata ili F6P), kao i zasebno alosterno mesto vezanja.

== Regulacijske funkcije ==
=== Regulacija u ćeliji===
[[Datoteka:PFK-Photo.png|mini|250px|Regulacija fosfofruktokinaze u [[fotosinteza|fotosintezi]]]]

PFKI  ima [[aktivno mjesto|katalitska mjesta]]  na [[N-kraj]]u, regulacijskog  centra u [[C-kraj]]u,  uzrokovano [[dupliranje gena|dupliranjem gena]]  i  [[fuzija proteina|fuzijom proteina]] e. Obje dijela samim  tim ispoljavaju [[homologne sekvence]] , ali su, u skladu sa svojom ulogom, odvojeni u  procesu  optimizacije:
*Katalitski  dio' '' integrira podlogu  [[fruktoza-6-fosfat]] (F-6-P) i [[ATP]];
* ATP  se  pri višim koncentracijama reducira i ima nizak afinitet vezanja za '''regulacijski dio' '' i djeluje kao alosterni inhibitor  (odatle "[[enzimska inhibicija]]"). Inhibitornu  funkciju dijeli s drugim endogenim viškom  energije ćelijske  signalizacije  (NADH/H<sup>+</sup> i [[citrat]]). Ako, međutim, nedostaje energije signala, enzim ([[adenozin monofosfat|AMP]], [[ADP]] [adenozin difosfat]) aktivna je [[alosterija|alosterni]] forma. Dokle god prevladavaju [[AMP]] i ADP, oni određuju šta se dešava.
* U [[eritrocii]]ma  je uključen u  [[Rapoport Luebering ciklus]]  aktivnosti  enzima [[bisfosfoglicerat mutaza]] formirajući međuprodukt [[2,3-bisfosfoglicerinska kiselina|2,3-difosfoglicerat]] kao inhibitor [[fosfofruktokinaza|fosfofruktokinaze]].

===Funkcije u organizmu===
{{Preuređivanje sekcija}}[[Datoteka:PFK-Mech.png|mini|250px|Regulacija fosfofruktokinaze]]

Poznato je da PFKI inhibiran, ne samo jednim od svojih supstrata ([[ATP]]), nego i jednim od svojih proizvoda (F-1,6-BP), koji se ''[[in vitro]]'' može aktivirati ("perverzni enzim"). U ćeliji, ovaj drugi efekt vjerojatno ne postoji, jer F-1,6-BP u [[aldolaza|aldoznoj]] aktivnost nikada nije dostigao željenu [[koncentracija ravnoteže|koncentraciju ravnoteže]]. Utvrđeno je, međutim, da je izomerna molekula fruktoza-2,6-bisfosfat (F-2,6-BP), fiziološki alosterni aktivator. F-2,6-BP posreduje signale  gladi (nizak [[šećera krvi]]), koji se emituje organizam [[Glukagon]] ili [[adrenalin]]. Nakon način "trećeg glasnika" služi s odašilju  duž glukagonskog signala  - [[ciklički adenozin monofosfat|cAMP]] - [[protein kinaza A|PCA]] (pogledajte: "[[drugi glasnik]]").

F-2,6-BP je proizvod još specijaliziranije fosfofructokinaze (PFKII). Ova "PFKII" u [[kičmenjak]]a spaja  [[Bjelančevine|protein]] fosfofructokinazu i fruktoza-2,6-bisfosfatazu, pa je jedan od međupretvarajućih  enzima, čija je aktivnost  određena [[protein kinazs A|protein kinazom A]] (PKA) i na taj način indirektno regulira [[hormon]]ske signale fosforilacije [[serin]]skih ostataka,  isključujući aktivnost kinaze, dok je [[fosfataza]] uključena. Signali koji dolaze iz glukagona uzrokuju da F-2,6-BP više nije dostupan. Ovaj metabolički  protok [[glikoliza|glikolize]] PFKI tu prestaje. U jetri, rezultira skladištenje  [[Glukoza-6-fosfat]]a, konverzijom u [[glukoza|glukozu]] (ili, obrnuto,  glikolize putem [[glukogeneza|glukoneogeneze]]), koji mogu biti isporučeni u [[krvotok]], kao neutralna molekula. Glukagonski signal zvani  "''niži šećer u krvi''"  je odgovorio na taj način.

Suprotno tome,  ([[insulin]]ski) signal " visok [[šećer]] u krvi" ostvaruje izuzetno pH-zavisnu  aktivnost. Kao antagonist glukagona, insulin ima  efekat na smanjenja koncentracije F-2,6-BP, preko aktiviranja razine  [[fosfodiesteraza|fosfodiesteraze]] i [[cAMP]]-a, kao  i aktiviranja [[fosfataza]]. Ova defosforilirana PFKII tako dovodi do izražaja svoju kinaznu aktivnost i priprema  F-2,6-BP, koja ima  učinak aktiviranja PFKI i na taj način glikolize. Dakle, signalni okidač, pretvara višak glukoze u krvi.

Aktiviranje PFK1 uključuje, ne samo konformacijske promjene pojedinih podjedinica, već i formaciju agregata u više [[oligomer]]e.

U [[mišić|mišićnim ćelijama]], fosforilacija PFKII ne inhibira glikolizu, jer se formira [[izoenzim]]i, pa se regulacija odvija u obrnutom smjeru. To je osnova za [[Corijev ciklus]], koji  dovodi do nepotpune oksidacije pri mišićnj aktivnost i stvaranja [[laktat]]a iz glikolize preko krvi u jetru, gdje je (bez obzira na isti hormonski situacija) glukoneogeneze. U tim ćelijama se također održao glukagon, prvenstveno  regulatornom funkcijom [[adrenalin]]a.<ref name="rassow">
|Author=Joachim Rassow, Karin Hauser, Roland Netzker, Rainer Deutzmann
|Title=Duale Reihe: Biochemie
|publisher=Thieme Verlag
|Edition=2.
|Ort=Stuttgart
|year=2008
|isbn=978-3131253521}}</ref>

== Reference ==
{{refspisak}}

== Vanjski linkovi==
* {{MeshName|1-phosphofructokinase}}
{{Commons|Phosphokinases}}

{{Enzimi}}

[[Kategorija:Enzimi]]
[[Kategorija:EC 2.7.1]]