Ключевое различие между PFK-1 и PFK-2 заключается в том, что PFK-1 катализирует превращение фруктозо-6-фосфата и АТФ в фруктозу-1, 6-бисфосфат и АДФ, а PFK-2 катализирует синтез фруктозы-2., 6-бисфосфат из фруктозо-6-фосфата.
Фосфофруктокиназа-1 (PFK-1) и фосфофруктокиназа-2 (PFK-2) представляют собой два фермента. ПФК-1 представляет собой гликолитический фермент, катализирующий реакцию фруктозо-6-фосфата, превращая его во фруктозо-1,6-бисфосфат. Это лимитирующая стадия гликолиза. Когда уровень глюкозы высок и необходимо регулировать гликолиз, ПФК-2 катализирует синтез фруктозо-2,6-дифосфата из фруктозо-6-фосфата. Фруктоза 2,6-бисфосфат является мощным аллостерическим активатором ПФК-1 для усиления расщепления глюкозы. ПФК-2 не является гликолитическим ферментом. Но и ПФК-1, и ПФК-2 действуют на один и тот же субстрат.
Что такое ПФК-1?
PFK-1 является первым ферментом, задействованным в гликолизе. Фактически, это фермент, ограничивающий скорость гликолиза. Он катализирует превращение фруктозо-6-фосфата в фруктозо-1,6-бисфосфат. PFK-1 использует АТФ для этой реакции. Следовательно, на PFK-1 влияет концентрация АТФ. Ингибирование PFK-1 с помощью АТФ является частью петли отрицательной обратной связи, которая регулирует поток гликолиза в аэробном состоянии. Помимо АТФ, активность PFK-1 регулируется несколькими другими молекулами, включая фруктозу-2, 6-бисфосфат, AMP и цитрат..
Рисунок 01: ПФК-1
Фруктоза 2,6-бисфосфат является мощным аллостерическим активатором PFK-1. В физиологических условиях ПФК-1 остается неактивным. Когда он взаимодействует с фруктозо-2,6-бисфосфатом, он становится активным и стимулирует гликолитический путь, увеличивая расщепление глюкозы. Поток в направлении гликолиза значительно увеличивается за счет фруктозо-2,6-бисфосфата из-за его способности аллостерически активировать PFK-1. Аналогичным образом AMP также действует как аллостерический эффектор для активации PFK-1. Напротив, цитрат действует как аллостерический ингибитор PFK1. Магний действует как кофактор для PFK-1.
Что такое ПФК-2?
Фруктоза 2,6-бисфосфат представляет собой метаболит, который регулирует гликолиз и глюконеогенез. ПФК-2 или фосфофруктокиназа-2 представляет собой фермент, катализирующий синтез фруктозо-2,6-дифосфата из фруктозо-6-фосфата. Подобно ПФК-1, ПФК-2 действует на ту же подложку. Однако, в отличие от PFK-1, активность PFK-2 не зависит от концентрации АТФ. Фосфоенолпируват и цитрат могут ингибировать этот фермент, тогда как неорганический ортофосфат может стимулировать действие ПФК-2.
Рисунок 02: ПФК-2
Структурно PFK-2 существует с фруктозой-2, 6-бисфосфатазой в виде бифункционального фермента, сокращенно обозначаемого как PFK-2/FBPase-2. ПФК-2 фосфорилирует фруктозо-6-фосфат с использованием АТФ. С другой стороны, FBPase-2 дефосфорилирует фруктозо-2,6-бисфосфат с образованием фруктозо-6-фосфата и Pi. Следовательно, PFK-2 обладает как киназной, так и фосфатазной активностью. Когда уровень глюкозы высок, инсулин увеличивает активность киназы фермента PFK-2, чтобы стимулировать повышенный синтез фруктозо-2,6-бисфосфата. Стимулирует гликолиз за счет активации ПФК-1 фруктозо-2,6-дифосфатом. Напротив, когда фосфатазная активность PFK-2 выражена, он расщепляет фруктозо-2,6-бисфосфат обратно на фруктозо-6-фосфат, стимулируя глюконеогенез и ингибируя гликолиз.
В чем сходство между PFK1 и PFK-2?
- PFK-1 и PFK-2 - это два фермента.
- Субстрат ферментов ПФК-1 и ПФК-2 один и тот же: фруктозо-6-фосфат.
- Оба фермента важны для регуляции гликолиза.
- Реакции, катализируемые обоими ферментами, дают АДФ из АТФ.
- Цитрат может ингибировать оба этих фермента.
В чем разница между ПФК-1 и ПФК-2?
PFK-1 катализирует превращение фруктозо-6-фосфата в фруктозо-1,6-дифосфат. Напротив, PFK-2 катализирует превращение фруктозо-6-фосфата в фруктозо-2,6-дифосфат. Итак, в этом ключевое отличие ПФК-1 от ПФК-2. В отличие от PFK-1, PFK-2 обладает как киназной, так и фосфатазной активностью; следовательно, это бифункциональный фермент. Более того, фруктозо-2,6-дифосфат является мощным аллостерическим активатором ПФК-1, тогда как ПФК-2 катализирует синтез фруктозо-2,6-бисфосфата. Таким образом, это еще одно отличие ПФК-1 от ПФК-2. Самое главное, активность PFK-1 зависит от АТФ, в то время как активность PFK-2 не зависит от концентрации АТФ.
В следующей инфографике перечислены различия между PFK-1 и PFK-2 в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – ПФК-1 против ПФК-2
PFK-1 катализирует превращение фруктозо-6-фосфата и АТФ в фруктозо-1,6-бисфосфат и АДФ. ПФК-2 катализирует синтез фруктозо-2,6-фосфата из фруктозо-6-фосфата. На активность PFK-1 влияет концентрация АТФ. Напротив, на PFK-2 не влияет концентрация АТФ. Что наиболее важно, PFK-2 обладает как киназной, так и фосфатазной активностью; следовательно, это бифункциональный фермент. PFK-1 не является бифункциональным ферментом. Кроме того, PFK-1 является ферментом, ограничивающим скорость гликолиза, в то время как PFK-2 не считается гликолитическим ферментом. Таким образом, это краткое изложение различий между ПФК-1 и ПФК-2.
