| Fruktos-2,6-bisfosfat | |
|---|---|
| Allmän | |
| Förkortningar | Fr-2,6-F; Fru-2,6 - P2 |
| Chem. formel | C6H14O12P2 _ _ _ _ _ _ _ |
| Fysikaliska egenskaper | |
| stat | fast |
| Molar massa | 340,116 g/ mol |
| Densitet | 2,06 g/cm³ |
| Termiska egenskaper | |
| Temperatur | |
| • kokande | 760,3°C |
| • tändning | 413,6°C |
| Ångtryck | 1.11E-26mmHg Konst. vid 25°C |
| Optiska egenskaper | |
| Brytningsindex | 1,609 |
| Klassificering | |
| Reg. CAS-nummer | 79082-92-1 |
| PubChem | 105021 |
| LEDER | O=P(O)(O)OC[C@H]1O[C@](CO)(COP(O)(O)=O)[C@H](O)[C@@H] 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 |
| Data baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges. | |
| Mediafiler på Wikimedia Commons | |
Fruktos-2,6-bisfosfat [1] ( fruktos-2,6-difosfat , Fr-2,6-F , Fru-2,6-P2 ) är en reglerande molekyl av alla eukaryoter , som allosteriskt påverkar aktiviteten av fosfofruktokinas 1 -enzymer (FFK-1) och fruktos-1,6-bisfosfatas (FBPas-1). Förbättrar glykolysen och hämmar glukoneogenesen [2] . Det är en ester av fosforsyra och fruktos .
Hos växter och djur utförs syntesen och nedbrytningen av Fr-2,6-P av fosfofruktokinas-2 /fruktos-2,6-bisfosfatas (FFK-2/FBF-2), ett bifunktionellt enzym med två aktiva centra [ 3] . Fr-2,6-P bildas genom fosforylering av fruktos-6-fosfat med en ATP -molekyl , och som ett resultat av nedbrytning sönderdelas den till fruktos-6-fosfat och Fn [4] [ 5] .
Fruktos-2,6-bisfosfat upptäcktes 71 år efter att Young isolerade den första dubbelestern av fruktos och fosforsyra från jäst i Gardens laboratorium , som senare identifierades som fruktos-1,6-bisfosfat [6] . 1979 rapporterade fyra grupper av forskare att i hepatocyter som inkuberades i närvaro av hormonet glukagon , fanns en minskning av aktiviteten hos enzymet fosfofruktokinas-1 . 1980 visade Emily Van Schaftingen och kollegor [7] att denna effekt försvinner efter gelfiltrering eller enzymrening. Vidare visade de att en ökning av aktiviteten av fosfofruktokinas-1 kan uppnås helt enkelt genom att lägga till en fraktion med låg molekylvikt erhållen efter ultracentrifugering av leverextraktet till hepatocyter . Stimulansen med låg molekylvikt som isolerats från denna fraktion identifierades av forskare som fruktos-2,6-bisfosfat [8] .
Fruktos-2,6-bisfosfat stimulerar nedbrytningen av glukos genom att allosteriskt aktivera fosfofruktokinas 1. Till exempel i levern aktiverar en hög koncentration av Fr-2,6-P FFK-1, vilket ökar dess affinitet för fruktos-6-fosfat och minskar dess affinitet för dess direkta hämmare: ATP och citrat . I sin fysiologiska koncentration är FFK-1 nästan helt inaktiv, men interaktionen med Fr-2,6-P omvandlar enzymet till en aktiv form och stimulerar glykolys [2] . Dessutom hämmar fruktos-2,6-bisfosfat fruktos-1,6-bisfosfatas, vilket förhindrar nedbrytningen av det resulterande fruktos-1,6-bisfosfatet. Således tillåter Fr-2,6-F inte glykolys och glukoneogenes att fortgå samtidigt, vilket kan leda till en värdelös cykel där glukos oändligt skulle förvandlas till pyruvat och sedan tillbaka till glukos .
Nivån av Fr-2,6-F i cellen kontrolleras genom reglering av dess syntes och nedbrytning av FFK-2/FBPase-2-enzymet. Huvudrollen i denna process spelas av hormonerna insulin , glukagon och adrenalin , som verkar på enzymet genom fosforylering /defosforylering. Således aktiverar glukagon leveradenylatcyklas och triggar syntesen av cAMP , vilket i sin tur aktiverar cAMP-beroende proteinkinas. Detta kinas fosforylerar FFK-2/PBPas-2 vid den N - terminala serinresten , vilket stimulerar fruktos-2,6-bisfosfatasaktivitet och hämmar dess arbete som fosfofruktokinas-2. Det finns en minskning av nivån av Fr-2,6-F i cellen. Under förhållanden med låga nivåer av Fr-2,6-P undertrycks glykolys, medan glukoneogenes tvärtom förstärks. Insulin startar den omvända processen. Med en ökning av dess koncentration sker en minskning av nivån av cAMP, vilket i sin tur aktiverar proteinfosfatas , som defosforylerar FFK-2 / FBPase-2, aktiverar fosfofruktokinas-2 och undertrycker fruktos-2,6-bisfosfatasaktivitet. Således aktiverar en ökning av nivån av Fr-2,6-P FFK-1-enzymet och stimulerar glykolys, vilket hämmar glukoneogenes [4] [9] [10] .
I allmänhet liknar verkan av fruktos-2,6-bisfosfat i svampar den hos djur: en ökning av dess koncentration stimulerar glykolys och hämmar glukoneogenes . I vissa svampar är enzymet som ansvarar för syntesen av Fr-2,6-P inte känsligt för nivåerna av cAMP och ATP . Istället regleras FPA-2/FBF-2 av nivån på huvudsubstratet, fruktos-6-fosfat , och den totala mängden kolkälla [11] [12] . Tvärtom, en annan del av svampar, inklusive jäst , har en cAMP-beroende väg för reglering av FFK-2/FBF-2, och dess fosfofruktokinasaktivitet undertrycks av höga nivåer av ATP [13] [14] . I allmänhet är det omöjligt att peka ut någon gemensam mekanism för reglering av nivån av Fr-2,6-P för alla svampar. Troligtvis beror det starkt på dess livsstil och den ekologiska nisch som svampen upptar.
Hos växter , till skillnad från djur , verkar fruktos-2,6-fosfat inte på ATP-beroende fosfofruktokinas 1, men stimulerar tydligt pyrofosfatberoende fosfofruktokinas, som fosforylerar fruktos-6-fosfat med hjälp av oorganiskt pyrofosfatfosfat [ 5] . Fr-2,6-P spelar en viktig roll i regleringen av triosfosfatnivåer, slutprodukten av Calvin-cykeln . Det hämmar bildningen av fruktos-6-fosfat, det huvudsakliga substratet för syntesen av sackaros . Med intensiv fotosyntes sker en konstant bildning av triosfosfater ( glyceraldehyd-3-fosfat och 3-fosfoglycerat ), som allosteriskt interagerar med FFK-2 / FBPase-2 och hämmar syntesen av fruktos-2,6-bisfosfat, vilket stimulerar bildandet av sackaros. Fr-2,6-F börjar syntetiseras i mörker, när processerna för fotosyntes och bildandet av triosfosfater inte äger rum. I växter aktiveras denna process allosteriskt av oorganiskt fosfat och fruktos-6-fosfat [16] . Sålunda beror syntesen av den regulatoriska molekylen på ett komplext sätt på förhållandet mellan C6 / C3 - socker i växtcellen . Detta förhållande kommer att påverkas aktivt av intensiteten av sackarossyntes och transport till kloroplaster Fn i utbyte mot triosfosfat [15] .