Fruktoosi-1,6-bisfosfataasi

Fruktoosi-1,6-bisfosfataasi , myös fruktoosi-1,6-disfosfataasi ( FBF-ase , FBP lyhennetty englanniksi.  Fruktoosi 1,6-bisfosfataasi , CF-koodi 3.1.3.11 ) on entsyymi ryhmästä phosphatases ( hydrolaasityyppi ) ), katalysoi fruktoosi-1,6-bisfosfaatin hydrolyysin reaktiota fruktoosi-6-fosfaatiksi epäorgaanisen fosfaatin muodostuessa reaktion mukaisesti:

+ H20 + P i

Tämä reaktio tapahtuu glukoneogeneesissä ja Calvin-syklissä , joita kutsutaan anabolisiksi prosesseiksi. Fruktoosi-1,6-bisfosfataasi katalysoi käänteistä reaktiota fosfofruktokinaasin katalysoimaan reaktioon glykolyysin aikana [1] [2] . Nämä entsyymit katalysoivat reaktioita vain yhteen suuntaan, ja niitä säätelevät metaboliitit, kuten fruktoosi-2,6-bisfosfaatti , joten toisen entsyymin korkeaan aktiivisuuteen liittyy toisen alhainen aktiivisuus. Tiedetään, että fruktoosi-2,6-bisfosfaatti voi myös allosteerisesti sitoutua fruktoosi-1,6-bisfosfataasiin ja siten estää sitä, mutta samalla aktivoida fosfofruktokinaasia. FBF-aasi osallistuu useisiin aineenvaihduntareitteihin ja sitä löytyy useimmista organismeista. FBF-aasi vaatii kaksiarvoisia metalli-ioneja katalyysin kofaktoreina (edullisesti Mg2 + ja Mn2 + ), kun taas litium -ionit Li + ovat voimakkaita inhibiittoreita .

Tätä entsyymiä koodaava geeni, FBP1 , sijaitsee 9. kromosomissa .

Rakenne

On havaittu, että sian fruktoosi-1,6-bisfosfataasilaskos on identtinen inositoli-1-fosfataasin (IMF-aasi) kanssa [3] . Inositolipolyfosfaatti-1-fosfataasilla (IPFase), IMPaasilla ja FBPaasilla on sekvenssimotiivi (Asp-Pro-Ile/Leu-Asp-Gly/Ser-Thr/Ser), jonka on osoitettu sitovan metalli- ioneja ja osallistuvan katalyysiin . Tämä motiivi löytyy myös IMPaasin kaukaa sukulaisista sieni-, bakteeri- ja hiivahomologeista. On ehdotettu, että nämä proteiinit määrittelevät muinaisen rakenteellisesti konservoituneen perheen, joka osallistuu erilaisiin aineenvaihduntareitteihin, mukaan lukien inositolin signalointi, glukoneogeneesi , sulfaatin otto ja mahdollisesti kinoniaineenvaihdunta [4] .

Lajien jakautuminen

Eukaryooteissa ja bakteereissa on tunnistettu kolme erilaista fruktoosi-1,6-bisfosfataasin ryhmää (FBF-aasit I-III) [5] . Mitään näistä ryhmistä ei ole vielä löydetty arkeasta , mutta uusi PBPA-ryhmä (PBPaasi IV), jolla on myös inositolimonofosfataasin ominaisuuksia, on äskettäin tunnistettu arkeasta [6] .

Uusi FBF-aasien ryhmä (FBF-aasit V) esiintyy termofiilisissä arkeissa ja hypertermofiilisissa bakteereissa Aquifex aeolicus [7] .

Osallistuminen diabeteksen hoitoon

Fruktoosi-1,6-bisfosfataasilla on myös keskeinen rooli tyypin 2 diabeteksen hoidossa . Tälle taudille on ominaista hyperglykemia (korkea verensokeri), joka aiheuttaa monia vakavia ongelmia, ja hoito keskittyy usein verensokeritason alentamiseen [8] [9] [10] . Lisääntynyt maksan glukoneogeneesi on yksi tärkeimmistä glukoosin ylituotannon syistä näillä potilailla, ja siksi glukoneogeneesin estäminen on järkevä hoitomuoto tyypin 2 diabetekselle.

Niukkuus

FBP1-geenin mutaatiot voivat johtaa perinnölliseen fruktoosi-1,6-bisfosfataasin puutteeseen. Se on autosomaalinen resessiivinen sairaus, jolle on tunnusomaista häiriöt glukoneogeneesiprosessissa, jotka johtavat hypoglykemiaan , maitohappoasidoosiin , hyperventilaatioon , kohtauksiin ja hypoglykeemiseen koomaan . Nämä ilmenemismuodot ovat erityisen vaarallisia vastasyntyneiden keskuudessa, koska niiden joukossa on korkea kuolleisuus.

Muistiinpanot

1. ↑ Marcus F., Harrsch PB Pinaatin kloroplastin fruktoosi-1,6-bisfosfataasin aminohapposekvenssi   // Biochemistry and Biophysics Archives : päiväkirja. - Elsevier , 1990. - Toukokuu ( nide 279 , nro 1 ). - s. 151-157 . - doi : 10.1016/0003-9861(90)90475-E . — PMID 2159755 .
2. ↑ Marcus F., Gontero B., Harrsch PB, Rittenhouse J.  Aminohapposekvenssihomologia fruktoosi-1,6-bisfosfataasien keskuudessa  // Biochemical and Biophysical Research Communications : päiväkirja. - 1986. - maaliskuu ( osa 135 , nro 2 ) . - s. 374-381 . - doi : 10.1016/0006-291X(86)90005-7 . — PMID 3008716 .
3. ↑ Zhang Y., Liang JY, Lipscomb WN Fruktoosi-1,6-bisfosfataasin ja inositolimonofosfataasin rakenteelliset yhtäläisyydet   // Biochemical and Biophysical Research Communications : päiväkirja. - 1993. - Helmikuu ( nide 190 , nro 3 ). - s. 1080-1083 . - doi : 10.1006/bbrc.1993.1159 . — PMID 8382485 .
4. ↑ York JD, Ponder JW, Majerus PW Metalliriippuvaisen  / Li(+)-inhiboidun fosfomonoesteraasiproteiiniperheen määritelmä, joka perustuu konservoituneeseen kolmiulotteiseen ydinrakenteeseen  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America  : päiväkirja. - 1995. - toukokuu ( osa 92 , nro 11 ). - P. 5149-5153 . - doi : 10.1073/pnas.92.11.5149 . — PMID 7761465 .
5. ↑ Donahue JL, Bownas JL, Niehaus WG, Larson TJ GlpX:n koodaaman fruktoosi 1, 6-bisfosfataasin, Escherichia colin glyseroli-3-fosfaattiregulonin uuden entsyymin puhdistaminen ja karakterisointi  //  Journal of Bacteriology : päiväkirja. - 2000. - lokakuu ( osa 182 , nro 19 ). - 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 MJ0109 on entsyymi, joka on sekä inositolimonofosfataasi että "puuttuva" arkeaalinen fruktoosi-1,6-bisfosfataasi   // Nature Structural Biology  : Journal. - 2000. - marraskuu ( osa 7 , nro 11 ). - s. 1046-1050 . - doi : 10.1038/80968 . — PMID 11062561 .
7. ↑ Rashid N., Imanaka H., Kanai T., Fukui T., Atomi H., Imanaka T. Uusi ehdokas todelliselle fruktoosi-1,6-bisfosfataasille arkeassa  // The  Journal of Biological Chemistry  : Journal. - 2002. - elokuu ( nide 277 , nro 34 ). - P. 30649-30655 . - doi : 10.1074/jbc.M202868200 . — PMID 12065581 .
8. ↑ Dang* Qun , Van Poelje Paul D. , Erion Mark D. Luku 11. MB07803:n, toisen sukupolven fruktoosi-1,6-bisfosfataasin estäjän, jolla on parannetut farmakokineettiset ominaisuudet, löytäminen ja kehittäminen mahdollisena tyypin 2 diabeteksen hoitona  (englanniksi)  // Drug Discovery. - 2012. - s. 306-323 . — ISBN 9781849734141 . — ISSN 2041-3211 . - doi : 10.1039/9781849735322-00306 .
9. ↑ Hofmann, FB ja Munchen. "Kokeellisen farmakologian käsikirja: Diabetes - näkökulmia lääkehoitoon." Springer-Verlag Berlin Heidelverg 203 (2011). Web.
10. ↑ van Poelje PD , Potter SC , Chandramouli VC , Landau BR , Dang Q. , Erion MD Fruktoosi-1,6-bisfosfataasin esto vähentää liiallista endogeenistä glukoosin tuotantoa ja heikentää hyperglykemiaa Zuckerin diabeettisissa rasvarotissa.  (englanniksi)  // Diabetes. - 2006. - Kesäkuu ( osa 55 , nro 6 ) - P. 1747-1754 . - doi : 10.2337/db05-1443 . — PMID 16731838 .

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Britannica (verkossa)