La fructosa 2,6-bisfosfato , abreviado Fru-2,6- P 2 , es un metabolito que afecta alostéricamente la actividad de las enzimas fosfofructoquinasa 1 (PFK-1) y fructosa 1,6-bisfosfatasa (FBPase-1) para regular la glucólisis. y gluconeogénesis . [1] La propia Fru-2,6- P 2 es sintetizada y degradada por la enzima bifuncional fosfofructoquinasa 2 / fructosa-2,6-bisfosfatasa (PFK-2 / FBPase-2). [2]
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Nombres | |
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Nombre IUPAC 2,6-Di- O -fosfono-β- D -fructofuranosa | |
Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
ChemSpider | |
Malla | fructosa + 2,6-bisfosfato |
PubChem CID | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
C 6 H 14 O 12 P 2 | |
Masa molar | 340,114 g · mol −1 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
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Referencias de Infobox | |
La síntesis de Fru-2,6- P 2 se realiza a través de una enzima bifuncional que contiene tanto PFK-2 como FBPasa-2, que se desfosforila, lo que permite que la porción de PFK-2 fosforile la fructosa 6-fosfato usando ATP . La descomposición de Fru-2,6- P 2 es catalizada por la fosforilación de la enzima bifuncional, que permite a la FBPasa-2 desfosforilar la fructosa 2,6-bisfosfato para producir fructosa 6-fosfato y P i . [3]
Efectos sobre el metabolismo de la glucosa
Fru-2,6- P 2 activa fuertemente la descomposición de la glucosa en la glucólisis a través de la modulación (activación) alostérica de la fosfofructoquinasa 1 (PFK-1). La expresión elevada de los niveles de Fru-2,6- P 2 en el hígado activa alostéricamente la fosfofructoquinasa 1 al aumentar la afinidad de la enzima por la fructosa 6-fosfato, mientras disminuye su afinidad por el ATP inhibidor y el citrato . A concentración fisiológica, PFK-1 es casi completamente inactivo, pero la interacción con Fru-2,6- P 2 activa la enzima para estimular la glucólisis y mejorar la descomposición de la glucosa. [4]
El estrés celular como resultado de la oncogénesis o daño del ADN entre otros, activa ciertos genes por el supresor de tumores p53. Uno de estos genes es para la expresión del regulador de glucólisis y apoptosis inducida por TP53 (TIGAR); una enzima que inhibe la glucólisis, monitorea los niveles celulares de especies reactivas de oxígeno y protege a las células de la apoptosis. Se muestra que la estructura de TIGAR es casi idéntica a la FBPase-2 en la enzima bifuncional. TIGAR elimina el efector alostérico, Fru-2,6- P 2. , por lo que el activador no mejora la afinidad de la enzima (PFK1) por su sustrato (fructosa 6-fosfato). Además, TIGAR también elimina el intermedio glucolítico fructosa 1,6-bisfosfato, el producto de la tercera reacción de glucólisis catalizada por PFK y el sustrato para la siguiente cuarta reacción de glucólisis de aldolasa. [5]
Regulación de producción
La concentración de Fru-2,6- P 2 en las células se controla mediante la regulación de la síntesis y degradación por PFK-2 / FBPase-2. Los reguladores primarios de esto son las hormonas insulina , glucagón y epinefrina que afectan la enzima a través de reacciones de fosforilación / desfosforilación. La liberación de la hormona glucagón desencadena la producción de monofosfato de adenosina cíclico (cAMP), que activa una proteína quinasa dependiente de cAMP. Esta quinasa fosforila la enzima PFK-2 / FBPasa-2 en un residuo Ser terminal NH 2 con ATP para activar la actividad FBPasa-2 e inhibir la actividad PFK-2 de la enzima, reduciendo así los niveles de Fru-2,6- P 2 en la celda. Con cantidades decrecientes de Fru-2,6- P 2 , la glucólisis se inhibe mientras se activa la gluconeogénesis. La insulina desencadena la respuesta opuesta. Como fosfoproteína fosfatasa , la insulina desfosforila la enzima, activando así la PFK-2 e inhibiendo las actividades de la FBPasa-2. Con Fru-2,6- P 2 adicional presente, se produce la activación de PFK-1 para estimular la glucólisis mientras inhibe la gluconeogénesis . [3] [6]
Regulación de la producción de sacarosa.
Fru-2,6- P 2 juega un papel importante en la regulación de triosa fosfatos, los productos finales del ciclo de Calvin . En el ciclo de Calvin, 5/6 de triosa fosfatos se reciclan para producir ribulosa 1,5-bisfosfato . El 1/6 restante de triosa fosfato puede convertirse en sacarosa o almacenarse como almidón. Fru-2,6- P 2 inhibe la producción de fructosa 6-fosfato, un elemento necesario para la síntesis de sacarosa. Cuando la tasa de fotosíntesis en las reacciones de luz es alta, se producen constantemente fosfatos de triosa y se inhibe la producción de Fru-2,6- P 2 , produciendo sacarosa. La producción de Fru-2,6- P 2 se activa cuando las plantas están en la oscuridad y no se producen fotosíntesis ni triosa fosfatos. [7]
Ver también
- Fructosa 2,6-bisfosfatasa
- Fructosa 1,6-bisfosfato
Referencias
- ↑ Alfarouk, Khalid O .; Verduzco, Daniel; Rauch, Cyril; Muddathir, Abdel Khalig; Bashir, Adil HH; Elhassan, Gamal O .; Ibrahim, Muntaser E .; Orozco, Julián David Polo; Cardone, Rosa Ángela; Reshkin, Stephan J .; Harguindey, Salvador (18 de diciembre de 2014). "Glucólisis, metabolismo tumoral, crecimiento y diseminación del cáncer. Una nueva perspectiva etiopatogénica basada en el pH y un enfoque terapéutico para una vieja cuestión del cáncer" . Oncociencia . 1 (12): 777–802. doi : 10.18632 / oncoscience.109 . PMC 4303887 . PMID 25621294 .
- ^ Wu C, Khan SA, Peng LJ, Lange AJ (2006). "Funciones de la fructosa-2,6-bisfosfato en el control del metabolismo de los combustibles: más allá de sus efectos alostéricos sobre las enzimas glucolíticas y gluconeogénicas". Adv. Enzyme Regul . 46 (1): 72–88. doi : 10.1016 / j.advenzreg.2006.01.010 . PMID 16860376 .
- ^ a b Kurland IJ, Pilkis SJ (junio de 1995). "Control covalente de 6-fosfofructo-2-quinasa / fructosa-2,6-bisfosfatasa: conocimientos sobre la autorregulación de una enzima bifuncional" . Protein Sci . 4 (6): 1023–37. doi : 10.1002 / pro.5560040601 . PMC 2143155 . PMID 7549867 .
- ^ Lange AJ. "fructosa-2,6-bisfosfato" . Universidad de Minnesota. Archivado desde el original el 12 de junio de 2010.
- ^ Garret, Reginald H .; Grisham, Charles M. (2013). Bioquímica . Belmont, CA: Brooks / Cole Cengage Learning. pag. 730. ISBN 978-1-133-10629-6.
- ^ Smith WE, Langer S, Wu C, Baltrusch S, Okar DA (junio de 2007). "Coordinación molecular del metabolismo de la glucosa hepática por el complejo 6-fosfofructo-2-quinasa / fructosa-2,6-bisfosfatasa: glucoquinasa" . Mol. Endocrinol . 21 (6): 1478–87. doi : 10.1210 / me.2006-0356 . PMID 17374851 .
- ^ Nielsen TH, Rung JH, Villadsen D (noviembre de 2004). "Fructosa-2,6-bisfosfato: una señal de tráfico en el metabolismo de las plantas". Tendencias Plant Sci . 9 (11): 556–63. doi : 10.1016 / j.tplants.2004.09.004 . PMID 15501181 .