Avainero PFK-1:n ja PFK-2:n välillä on, että PFK-1 katalysoi fruktoosi-6-fosfaatin ja ATP:n muuntamista fruktoosi 1:ksi, 6-bisfosfaatiksi ja ADP:ksi, kun taas PFK-2 katalysoi fruktoosi 2:n synteesiä, 6-bisfosfaatti fruktoosista 6-fosfaatista.
Fosfofruktokinaasi-1 (PFK-1) ja fosfofruktokinaasi-2 (PFK-2) ovat kaksi entsyymiä. PFK-1 on glykolyyttinen entsyymi, joka katalysoi fruktoosi-6-fosfaatin reaktiota ja muuttaa sen fruktoosi-1,6-bisfosfaatiksi. Se on glykolyysin nopeutta rajoittava vaihe. Kun glukoositaso on korkea ja glykolyysiä on säädettävä, PFK-2 katalysoi fruktoosi-2, 6-bisfosfaatin synteesiä fruktoosi-6-fosfaatista. Fruktoosi 2, 6-bisfosfaatti on PFK-1:n voimakas allosteerinen aktivaattori, joka tehostaa glukoosin hajoamista. PFK-2 ei ole glykolyyttinen entsyymi. Mutta sekä PFK-1 että PFK-2 vaikuttavat samalla substraatilla.
Mikä on PFK-1?
PFK-1 on ensimmäinen sitoutunut entsyymi glykolyysissä. Itse asiassa se on glykolyysin nopeutta rajoittava entsyymi. Se katalysoi fruktoosi-6-fosfaatin muuttumista fruktoosi-1,6-bisfosfaatiksi. PFK-1 käyttää ATP:tä tähän reaktioon. Näin ollen ATP-pitoisuus vaikuttaa PFK-1:een. PFK-1:n esto ATP:llä on osa negatiivista takaisinkytkentäsilmukkaa, joka säätelee glykolyysivirtaa aerobisessa tilassa. ATP:n lisäksi PFK-1:n aktiivisuutta säätelevät useat muut molekyylit, mukaan lukien fruktoosi 2, 6-bisfosfaatti, AMP ja sitraatti.
Kuva 01: PFK-1
Fruktoosi 2, 6-bisfosfaatti on PFK-1:n voimakas allosteerinen aktivaattori. Fysiologisissa olosuhteissa PFK-1 pysyy inaktiivisena. Kun se on vuorovaikutuksessa fruktoosi 2, 6-bisfosfaatin kanssa, se aktivoituu ja stimuloi glykolyyttistä reittiä lisäämään glukoosin hajoamista. Fruktoosi-2,6-bisfosfaatti lisää suuresti virtausta glykolyysin suuntaan, koska se kykenee aktivoimaan PFK-1:n allosteerisesti. Samalla tavalla AMP toimii myös allosteerisena efektorina PFK-1:n aktivoimiseksi. Sitä vastoin sitraatti toimii PFK1:n allosteerisena estäjänä. Magnesium toimii PFK-1:n kofaktorina.
Mikä on PFK-2?
Fruktoosi 2, 6-bisfosfaatti on metaboliitti, joka säätelee glykolyysiä ja glukoneogeneesiä. PFK-2 tai fosfofruktokinaasi-2 on entsyymi, joka katalysoi fruktoosi-2, 6-bisfosfaatin synteesiä fruktoosi-6-fosfaatista. Samalla tavalla kuin PFK-1, PFK-2 vaikuttaa samaan substraattiin. Toisin kuin PFK-1, ATP-pitoisuus ei kuitenkaan vaikuta PFK-2-aktiivisuuteen. Fosfenolipyruvaatti ja sitraatti voivat estää tätä entsyymiä, kun taas epäorgaaninen ortofosfaatti voi stimuloida PFK-2:n toimintaa.
Kuva 02: PFK-2
Rakenteellisesti PFK-2 esiintyy fruktoosi-2, 6-bisfosfataasin kanssa bifunktionaalisena entsyyminä, josta käytetään lyhennettä PFK-2/FBPaasi-2. PFK-2 fosforyloi fruktoosi-6-fosfaattia käyttämällä ATP:tä. Toisa alta FBPaasi-2 defosforyloi fruktoosi-2, 6-bisfosfaattia fruktoosi-6-fosfaatin ja Pi:n tuottamiseksi. Näin ollen PFK-2:lla on sekä kinaasi- että fosfataasiaktiivisuutta. Kun glukoositaso on korkea, insuliini lisää PFK-2-entsyymin kinaasiaktiivisuutta edistääkseen fruktoosi-2, 6-bisfosfaatin lisääntynyttä synteesiä. Se stimuloi glykolyysiä, koska fruktoosi-2,6-bisfosfaatti aktivoi PFK-1:n. Sitä vastoin, kun PFK-2:n fosfataasiaktiivisuus ilmentyy, se hajottaa fruktoosi-2, 6-bisfosfaatin takaisin fruktoosi-6-fosfaatiksi stimuloiden glukoneogeneesiä ja inhiboimalla glykolyysiä.
Mitä yhtäläisyyksiä PFK1:n ja PFK-2:n välillä on?
- PFK-1 ja PFK-2 ovat kaksi entsyymiä.
- PFK-1- ja PFK-2-entsyymien substraatti on sama: fruktoosi-6-fosfaatti.
- Molemmat entsyymit ovat tärkeitä glykolyysin säätelyssä.
- Molempien entsyymien katalysoimat reaktiot tuottavat ADP:tä ATP:stä.
- Sitraatti voi estää näitä molempia entsyymejä.
Mitä eroa on PFK-1:n ja PFK-2:n välillä?
PFK-1 katalysoi fruktoosi-6-fosfaatin muuttumista fruktoosi-1, 6-bisfosfaatiksi. Sitä vastoin PFK-2 katalysoi fruktoosi-6-fosfaatin muuttumista fruktoosi-2, 6-bisfosfaatiksi. Joten tämä on avainero PFK1:n ja PFK-2:n välillä. Toisin kuin PFK-1, PFK-2:lla on sekä kinaasi- että fosfataasiaktiivisuutta; siksi se on bi-funktionaalinen entsyymi. Lisäksi fruktoosi 2, 6-bisfosfaatti on voimakas PFK-1:n allosteerinen aktivaattori, kun taas PFK-2 katalysoi fruktoosi-2, 6-bisfosfaatin synteesiä. Siten tämä on toinen ero PFK-1:n ja PFK-2:n välillä. Mikä tärkeintä, ATP vaikuttaa PFK-1-aktiivisuuteen, kun taas ATP-pitoisuus ei vaikuta PFK-2-aktiivisuuteen.
Seuraava infografiikka luettelee PFK-1:n ja PFK-2:n väliset erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – PFK-1 vs PFK-2
PFK-1 katalysoi fruktoosi-6-fosfaatin ja ATP:n muuttumista fruktoosi 1:ksi, 6-bisfosfaatiksi ja ADP:ksi. PFK-2 katalysoi fruktoosi-2,6-fosfaatin synteesiä fruktoosi-6-fosfaatista. ATP-pitoisuus vaikuttaa PFK-1-aktiivisuuteen. Sitä vastoin ATP-pitoisuus ei vaikuta PFK-2:een. Mikä tärkeintä, PFK-2:lla on sekä kinaasi- että fosfataasiaktiivisuutta; siksi se on bi-funktionaalinen entsyymi. PFK-1 ei ole bifunktionaalinen entsyymi. Lisäksi PFK-1 on glykolyysin nopeutta rajoittava entsyymi, kun taas PFK-2:ta ei pidetä glykolyyttisenä entsyyminä. Näin ollen tämä on yhteenveto erosta PFK-1:n ja PFK-2:n välillä.
