Pagrindinis skirtumas tarp PFK-1 ir PFK-2 yra tas, kad PFK-1 katalizuoja fruktozės 6-fosfato ir ATP konversiją į fruktozę 1, 6-bisfosfatą ir ADP, o PFK-2 katalizuoja fruktozės 2 sintezę, 6-bisfosfatas iš fruktozės 6-fosfatas.
Fosofruktokinazė-1 (PFK-1) ir fosfofruktokinazė-2 (PFK-2) yra du fermentai. PFK-1 yra glikolitinis fermentas, katalizuojantis fruktozės 6-fosfato reakciją, paversdamas jį fruktozės 1, 6-bifosfatu. Tai greitį ribojantis glikolizės etapas. Kai gliukozės lygis yra aukštas ir būtina reguliuoti glikolizę, PFK-2 katalizuoja fruktozės 2, 6-bisfosfato sintezę iš fruktozės 6-fosfato. Fruktozė 2, 6-bisfosfatas yra galingas alosterinis PFK-1 aktyvatorius, skatinantis gliukozės skaidymą. PFK-2 nėra glikolitinis fermentas. Tačiau ir PFK-1, ir PFK-2 veikia tą patį substratą.
Kas yra PFK-1?
PFK-1 yra pirmasis glikolizei skirtas fermentas. Tiesą sakant, tai yra greitį ribojantis glikolizės fermentas. Jis katalizuoja fruktozės 6-fosfato pavertimą fruktozės 1, 6-bisfosfatu. PFK-1 šiai reakcijai naudoja ATP. Taigi PFK-1 veikia ATP koncentracija. PFK-1 slopinimas ATP yra neigiamo grįžtamojo ryšio kilpos, reguliuojančios glikolizės srautą aerobinėje būsenoje, dalis. Be ATP, PFK-1 aktyvumą reguliuoja kelios kitos molekulės, įskaitant fruktozę 2, 6-bisfosfatą, AMP ir citratą.
01 pav.: PFK-1
Fruktozė 2, 6-bisfosfatas yra galingas allosterinis PFK-1 aktyvatorius. Fiziologinėmis sąlygomis PFK-1 lieka neaktyvus. Kai jis sąveikauja su fruktoze 2, 6-bisfosfatu, jis tampa aktyvus ir stimuliuoja glikolitinį kelią, kad padidėtų gliukozės skaidymas. Fruktozės 2, 6-bisfosfatas labai padidina srautą glikolizės kryptimi, nes jis gali alosteriškai aktyvuoti PFK-1. Panašiai AMP taip pat veikia kaip allosterinis efektorius, aktyvuojantis PFK-1. Priešingai, citratas veikia kaip allosterinis PFK1 inhibitorius. Magnis veikia kaip PFK-1 kofaktorius.
Kas yra PFK-2?
Fruktozė 2, 6-bisfosfatas yra metabolitas, reguliuojantis glikolizę ir gliukoneogenezę. PFK-2 arba fosfofruktokinazė-2 yra fermentas, katalizuojantis fruktozės 2, 6-bisfosfato sintezę iš fruktozės 6-fosfato. Panašiai kaip PFK-1, PFK-2 veikia tą patį substratą. Tačiau, skirtingai nei PFK-1, PFK-2 aktyvumui ATP koncentracija įtakos neturi. Fosfenolpiruvatas ir citratas gali slopinti šį fermentą, o neorganinis ortofosfatas gali skatinti PFK-2 veikimą.
02 pav.: PFK-2
Struktūriškai PFK-2 egzistuoja kartu su fruktoze-2, 6-bisfosfataze kaip bifunkciniu fermentu, sutrumpintai kaip PFK-2/FBPase-2. PFK-2 fosforilina fruktozės 6-fosfatą naudodamas ATP. Kita vertus, FBPazė-2 defosforilina fruktozę 2, 6-bisfosfatą, kad susidarytų fruktozė 6-fosfatas ir Pi. Taigi PFK-2 turi ir kinazės, ir fosfatazės aktyvumą. Kai gliukozės kiekis yra didelis, insulinas padidina fermento PFK-2 kinazės aktyvumą, kad paskatintų padidėjusią fruktozės 2, 6-bisfosfato sintezę. Jis stimuliuoja glikolizę, nes fruktozė 2, 6-bisfosfatas aktyvina PFK-1. Priešingai, kai išreiškiamas PFK-2 fosfatazės aktyvumas, jis suskaido fruktozę 2, 6-bisfosfatą atgal į fruktozės 6-fosfatą, stimuliuodamas gliukoneogenezę ir slopindamas glikolizę.
Kokie yra PFK1 ir PFK-2 panašumai?
- PFK-1 ir PFK-2 yra du fermentai.
- PFK-1 ir PFK-2 fermentų substratas yra tas pats: fruktozė 6-fosfatas.
- Abu fermentai yra svarbūs reguliuojant glikolizę.
- Abu fermentų katalizuojamos reakcijos iš ATP išskiria ADP.
- Citratas gali slopinti abu šiuos fermentus.
Kuo skiriasi PFK-1 ir PFK-2?
PFK-1 katalizuoja fruktozės 6-fosfato pavertimą fruktozės 1, 6-bisfosfatu. Priešingai, PFK-2 katalizuoja fruktozės 6-fosfato pavertimą fruktozės 2, 6-bisfosfatu. Taigi, tai yra pagrindinis skirtumas tarp PFK1 ir PFK-2. Skirtingai nuo PFK-1, PFK-2 turi ir kinazės, ir fosfatazės aktyvumą; taigi tai yra dvifunkcis fermentas. Be to, fruktozė 2, 6-bisfosfatas yra galingas alosterinis PFK-1 aktyvatorius, o PFK-2 katalizuoja fruktozės 2, 6-bisfosfato sintezę. Taigi, tai dar vienas skirtumas tarp PFK-1 ir PFK-2. Svarbiausia, kad PFK-1 aktyvumui įtakos turi ATP, o PFK-2 aktyvumui ATP koncentracija įtakos neturi.
Toliau pateiktoje infografijoje lentelės pavidalu pateikiami skirtumai tarp PFK-1 ir PFK-2, kad būtų galima palyginti.
Santrauka – PFK-1 prieš PFK-2
PFK-1 katalizuoja fruktozės 6-fosfato ir ATP pavertimą fruktoze 1, 6-bisfosfatu ir ADP. PFK-2 katalizuoja fruktozės 2, 6-fosfato sintezę iš fruktozės 6-fosfato. PFK-1 aktyvumui įtakos turi ATP koncentracija. Priešingai, PFK-2 neturi įtakos ATP koncentracijai. Svarbiausia, kad PFK-2 turi ir kinazės, ir fosfatazės aktyvumą; taigi tai yra dvifunkcis fermentas. PFK-1 nėra dvifunkcis fermentas. Be to, PFK-1 yra greitį ribojantis glikolizės fermentas, o PFK-2 nelaikomas glikolitiniu fermentu. Taigi, tai yra skirtumo tarp PFK-1 ir PFK-2 santrauka.
