| Fruktoosi-2,6-bisfosfaatti | |
|---|---|
| Kenraali | |
| Lyhenteet | Fr-2,6-F; Fru-2,6 - P2 |
| Chem. kaava | C6H14O12P2 _ _ _ _ _ _ _ |
| Fyysiset ominaisuudet | |
| Osavaltio | kiinteä |
| Moolimassa | 340,116 g/ mol |
| Tiheys | 2,06 g/cm³ |
| Lämpöominaisuudet | |
| Lämpötila | |
| • kiehuva | 760,3 °C |
| • sytytys | 413,6 °C |
| Höyryn paine | 1,11E-26 mmHg Taide. 25°C:ssa |
| Optiset ominaisuudet | |
| Taitekerroin | 1.609 |
| Luokitus | |
| Reg. CAS-numero | 79082-92-1 |
| PubChem | 105021 |
| Hymyilee | 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 |
| Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita. | |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
Fruktoosi-2,6-bisfosfaatti [1] ( fruktoosi-2,6-difosfaatti , Fr-2,6-F , Fru-2,6-P2 ) on kaikkien eukaryoottien säätelymolekyyli , joka vaikuttaa allosteerisesti fosfofruktokinaasin toimintaan 1 -entsyymit (FFK-1) ja fruktoosi-1,6-bisfosfataasi (FBPaasi-1). Tehostaa glykolyysiä ja estää glukoneogeneesiä [2] . Se on fosforihapon ja fruktoosin esteri .
Kasveissa ja eläimissä Fr-2,6-P:n synteesiä ja hajottamista suorittaa fosfofruktokinaasi-2 /fruktoosi-2,6-bisfosfataasi (FFK-2/FBF-2), bifunktionaalinen entsyymi, jossa on kaksi aktiivista keskusta . 3] . Fr-2,6-P muodostuu fosforyloimalla fruktoosi-6-fosfaattia käyttämällä yhtä ATP -molekyyliä ja hajoamisen seurauksena se hajoaa fruktoosi-6-fosfaatiksi ja Fn :ksi [4] [5] .
Fruktoosi-2,6-bisfosfaatti löydettiin 71 vuotta sen jälkeen, kun Young eristi hiivasta Gardenin laboratoriossa ensimmäisen fruktoosin ja fosforihapon kaksoisesterin , joka myöhemmin tunnistettiin fruktoosi-1,6-bisfosfaatiksi [6] . Vuonna 1979 neljä tutkijaryhmää ilmoitti, että hepatosyyteissä , joita inkuboitiin glukagonihormonin läsnäollessa, fosfofruktokinaasi-1- entsyymin aktiivisuus väheni . Vuonna 1980 Emily Van Schaftingen ja kollegat [7] osoittivat, että tämä vaikutus häviää geelisuodatuksen tai entsyymipuhdistuksen jälkeen. Lisäksi he osoittivat, että fosfofruktokinaasi-1:n aktiivisuuden kasvu voidaan saavuttaa yksinkertaisesti lisäämällä maksauutteen ultrasentrifugoinnin jälkeen saatu pieni molekyylipainofraktio hepatosyytteihin . Tutkijat tunnistivat tästä fraktiosta eristetyn pienimolekyylipainoisen stimulantin fruktoosi-2,6-bisfosfaatiksi [8] .
Fruktoosi-2,6-bisfosfaatti stimuloi glukoosin hajoamista aktivoimalla allosteerisesti fosfofruktokinaasi 1:tä. Esimerkiksi maksassa korkea Fr-2,6-P-pitoisuus aktivoi FFK-1:n, mikä lisää sen affiniteettia fruktoosi-6-fosfaattiin ja vähentää sen affiniteettia sen suoriin estäjiin: ATP ja sitraatti . FFK-1 on fysiologisessa pitoisuudessaan lähes täysin inaktiivinen, mutta vuorovaikutus Fr-2,6-P:n kanssa muuttaa entsyymin aktiiviseen muotoon ja stimuloi glykolyysiä [2] . Lisäksi fruktoosi-2,6-bisfosfaatti estää fruktoosi-1,6-bisfosfataasia, joka estää syntyvän fruktoosi-1,6-bisfosfaatin hajoamisen. Näin ollen Fr-2,6-F ei salli glykolyysin ja glukoneogeneesin edetä samanaikaisesti, mikä voi johtaa hyödyttömään kiertoon, jossa glukoosi muuttuisi loputtomasti pyruvaattiksi ja sitten takaisin glukoosiksi .
Fr-2,6-F:n tasoa solussa kontrolloidaan säätelemällä sen synteesiä ja hajoamista FFK-2/FBPaasi-2-entsyymin toimesta. Päärooli tässä prosessissa on hormoneilla insuliinilla , glukagonilla ja adrenaliinilla , jotka vaikuttavat entsyymiin fosforylaation /defosforylaation kautta. Siten glukagoni aktivoi maksan adenylaattisyklaasia ja laukaisee cAMP : n synteesin , joka puolestaan aktivoi cAMP-riippuvaisen proteiinikinaasin. Tämä kinaasi fosforyloi FFK-2/PBPaasi-2:n N-terminaalisen seriinitähteen kohdalla , mikä stimuloi fruktoosi-2,6-bisfosfataasin aktiivisuutta ja estää sen toimintaa fosfofruktokinaasi-2:na. Fr-2,6-F:n taso solussa on laskenut. Alhaisissa Fr-2,6-P-tasoissa glykolyysi vaimenee, kun taas glukoneogeneesi päinvastoin tehostuu. Insuliini käynnistää käänteisen prosessin. Sen pitoisuuden kasvaessa tapahtuu cAMP-tason lasku, mikä puolestaan aktivoi proteiinifosfataasia , joka defosforyloi FFK-2:n / FBPaasi-2:n, aktivoi fosfofruktokinaasi-2:n ja vaimentaa fruktoosi-2,6-bisfosfataasin aktiivisuutta. Näin ollen Fr-2,6-P:n tason nousu aktivoi FFK-1-entsyymiä ja stimuloi glykolyysiä, mikä estää glukoneogeneesiä [4] [9] [10] .
Yleensä fruktoosi-2,6-bisfosfaatin vaikutus sienissä on samanlainen kuin eläimissä: sen pitoisuuden kasvu stimuloi glykolyysiä ja estää glukoneogeneesiä . Joissakin sienissä Fr-2,6-P:n synteesistä vastaava entsyymi ei ole herkkä cAMP- ja ATP -tasoille . Sen sijaan FPA-2/FBF-2:ta säätelevät pääsubstraatin, fruktoosi-6-fosfaatin , taso ja hiililähteen kokonaismäärä [11] [12] . Päinvastoin, toisella sienten osalla, mukaan lukien hiiva , on cAMP-riippuvainen FFK-2/FBF-2-säätelyreitti, ja sen fosfofruktokinaasiaktiivisuutta tukahduttavat korkeat ATP -tasot [13] [14] . Yleisesti ottaen on mahdotonta erottaa mitään yhteistä mekanismia Fr-2,6-P:n tason säätelylle kaikille sienille. Todennäköisesti se riippuu suuresti sen elämäntyylistä ja sienen miehittämästä ekologisesta markkinaraosta.
Kasveissa , toisin kuin eläimissä , fruktoosi-2,6-fosfaatti ei vaikuta ATP-riippuvaiseen fosfofruktokinaasi 1:een, vaan stimuloi selvästi pyrofosfaatista riippuvaista fosfofruktokinaasia, joka fosforyloi fruktoosi-6-fosfaattia käyttämällä epäorgaanista pyrofosfaattia ja inhiboi [15] -fosfaattia . Fr-2,6-P:llä on tärkeä rooli trioosifosfaattitasojen säätelyssä, Calvinin syklin lopputuotteena . Se estää fruktoosi-6-fosfaatin muodostumista, joka on sakkaroosisynteesin tärkein substraatti . Voimakkaassa fotosynteesissä muodostuu jatkuvasti trioosifosfaatteja ( glyseraldehydi-3-fosfaattia ja 3-fosfoglyseraattia ), jotka ovat allosteerisesti vuorovaikutuksessa FFK-2/FBPaasi-2:n kanssa ja estävät fruktoosi-2,6-bisfosfaatin synteesiä, mikä stimuloi. sakkaroosin muodostuminen. Fr-2,6-F alkaa syntetisoitua pimeässä, kun fotosynteesiprosessit ja trioosifosfaattien muodostuminen eivät tapahdu. Epäorgaaninen fosfaatti ja fruktoosi-6-fosfaatti aktivoivat tämän prosessin allosteerisesti kasveissa [16] . Siten säätelymolekyylin synteesi monimutkaisella tavalla riippuu C6 / C3 - sokereiden suhteesta kasvisolussa . Tähän suhteeseen vaikuttaa aktiivisesti sakkaroosisynteesin intensiteetti ja kuljetus kloroplasteihin Fn vastineeksi trioosifosfaatista [15] .