Fruktos 1,6-bisfosfatas

Fructose-1,6-bisphosphatase , även Fructose-1,6-disphosphatase ( FBF-ase , FBP förkortat från engelska.  Fructose 1,6-bisphosphatase , CF-kod 3.1.3.11 ) är ett enzym från gruppen fosfataser ( hydrolasertyper ). ), katalyserar reaktionen av hydrolys av fruktos-1,6-bisfosfat till fruktos-6-fosfat med bildning av oorganiskt fosfat enligt reaktionen:

+ H2O + Pi _

Denna reaktion sker i glukoneogenes och Calvin-cykeln , som kallas anabola processer. Fruktos-1,6-bisfosfatas katalyserar den omvända reaktionen på reaktionen som katalyseras av fosfofruktokinas under glykolys [1] [2] . Dessa enzymer katalyserar reaktioner i endast en riktning och regleras av metaboliter såsom fruktos-2,6-bisfosfat , så att hög aktivitet hos ett av de två enzymerna åtföljs av låg aktivitet hos det andra. Det är känt att fruktos-2,6-bisfosfat även allosteriskt kan binda till fruktos-1,6-bisfosfatas och därigenom hämma det, men samtidigt aktivera fosfofruktokinas. FBF-as är involverat i olika metabola vägar och finns i de flesta organismer. FBF-as kräver tvåvärda metalljoner som kofaktorer för katalys (företrädesvis Mg2 + och Mn2 + ), medan litiumjoner Li + är kraftfulla inhibitorer .

Genen som kodar för detta enzym, FBP1 , finns på den nionde kromosomen .

Struktur

Det har noterats att svinfruktos -1,6-bisfosfatasvecket är identiskt med inositol-1-fosfatas (IMF-as) [3] . Inositolpolyfosfat-1-fosfatas (IPFase), IMPase och FBPase har ett sekvensmotiv (Asp-Pro-Ile/Leu-Asp-Gly/Ser-Thr/Ser) som har visats binda metalljoner och deltar i katalys . Detta motiv finns också i avlägset besläktade svamp-, bakterie- och jästhomologer av IMPase. Det har föreslagits att dessa proteiner definierar en gammal strukturellt konserverad familj involverad i olika metaboliska vägar, inklusive inositolsignalering, glukoneogenes , sulfatupptag och möjligen kinonmetabolism [4] .

Fördelning av arter

Tre olika grupper av fruktos-1,6-bisfosfatas har identifierats i eukaryoter och bakterier (FBF-aser I-III) [5] . Ingen av dessa grupper har ännu hittats i archaea , men en ny grupp av PBPAses (PBPas IV), som också uppvisar egenskaper hos inositolmonofosfatas, har nyligen identifierats i archaea [6] .

En ny grupp av FBF-aser (FBF-aser V) förekommer i termofila archaea och hypertermofila bakterier Aquifex aeolicus [7] .

Deltagande i behandling av diabetes

Fruktos 1,6-bisfosfatas spelar också en nyckelroll i behandlingen av typ 2-diabetes mellitus . Denna sjukdom kännetecknas av hyperglykemi (högt blodsocker), vilket orsakar många allvarliga problem, och behandlingen fokuserar ofta på att sänka blodsockernivåerna [8] [9] [10] . Ökad leverglukoneogenes är en av huvudorsakerna till glukosöverproduktion hos dessa patienter, och hämning av glukoneogenes är därför en rimlig behandling för typ 2-diabetes mellitus .

Knapphet

Mutationer i FBP1-genen kan leda till ärftlig fruktos-1,6-bisfosfatasbrist. Det är en autosomal recessiv störning som kännetecknas av störningar i glukoneogenesprocessen som resulterar i hypoglykemi , laktacidos , hyperventilering , kramper och hypoglykemisk koma . Dessa manifestationer är särskilt farliga bland nyfödda, eftersom det bland dem finns en hög dödlighet.

Anteckningar

1. ↑ Marcus F., Harrsch PB Aminosyrasekvens av spenatkloroplastfruktos-1,6-bisfosfatas   // Archives of Biochemistry and Biophysics : journal. - Elsevier , 1990. - Maj ( vol. 279 , nr 1 ). - S. 151-157 . - doi : 10.1016/0003-9861(90)90475-E . — PMID 2159755 .
2. ↑ Marcus F., Gontero B., Harrsch PB, Rittenhouse J.  Aminosyrasekvenshomologi bland fruktos-1,6-bisfosfataser  // Biochemical and Biophysical Research Communications : journal. - 1986. - Mars ( vol. 135 , nr 2 ). - s. 374-381 . - doi : 10.1016/0006-291X(86)90005-7 . — PMID 3008716 .
3. ↑ Zhang Y., Liang JY, Lipscomb WN Strukturella likheter mellan fruktos-1,6-bisfosfatas och inositolmonofosfatas   // Biokemiska och biofysiska forskningskommunikationer : journal. - 1993. - Februari ( vol. 190 , nr 3 ). - P. 1080-1083 . - doi : 10.1006/bbrc.1993.1159 . — PMID 8382485 .
4. ↑ York JD, Ponder JW, Majerus PW Definition av en metallberoende  / Li(+)-hämmad fosfomonoesterasproteinfamilj baserad på en bevarad tredimensionell kärnstruktur  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : tidning. - 1995. - Maj ( vol. 92 , nr 11 ). - P. 5149-5153 . - doi : 10.1073/pnas.92.11.5149 . — PMID 7761465 .
5. ↑ Donahue JL, Bownas JL, Niehaus WG, Larson TJ Rening och karakterisering av glpX-kodad fruktos 1, 6-bisfosfatas, ett nytt enzym av glycerol 3-fosfatregulonet av Escherichia coli  //  Journal of Bacteriology : journal. - 2000. - Oktober ( vol. 182 , nr 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 är ett enzym som är både ett inositolmonofosfatas och det "saknade" arkeala fruktos-1,6-bisfosfataset   // Nature Structural Biology  : journal. - 2000. - November ( vol. 7 , nr 11 ). - P. 1046-1050 . - doi : 10.1038/80968 . — PMID 11062561 .
7. ↑ Rashid N., Imanaka H., Kanai T., Fukui T., Atomi H., Imanaka T. En ny kandidat för det sanna fruktos-1,6-bisfosfataset i archaea  // The  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 2002. - Augusti ( vol. 277 , nr 34 ). - P. 30649-30655 . - doi : 10.1074/jbc.M202868200 . — PMID 12065581 .
8. ↑ Dang* Qun , Van Poelje Paul D. , Erion Mark D. Kapitel 11. Upptäckten och utvecklingen av MB07803, en andra generationens fruktos-1,6-bisfosfatasinhibitor med förbättrade farmakokinetiska egenskaper, som en potentiell behandling av typ 2-diabetes  (engelska)  // Drug Discovery. - 2012. - S. 306-323 . — ISBN 9781849734141 . — ISSN 2041-3211 . - doi : 10.1039/9781849735322-00306 .
9. ↑ Hofmann, FB och Munchen. "Handbok i experimentell farmakologi: Diabetes - perspektiv i läkemedelsbehandling." Springer-Verlag Berlin Heidelverg 203 (2011). Webb.
10. ↑ van Poelje PD , Potter SC , Chandramouli VC , Landau BR , Dang Q. , Erion MD Hämning av fruktos 1,6-bisfosfatas minskar överdriven endogen glukosproduktion och dämpar hyperglykemi hos Zucker-diabetiska feta råttor.  (engelska)  // Diabetes. - 2006. - Juni ( vol. 55 , nr 6 ). - P. 1747-1754 . - doi : 10.2337/db05-1443 . — PMID 16731838 .

Ordböcker och uppslagsverk	Britannica (online)