Kľúčový rozdiel medzi PFK-1 a PFK-2 je v tom, že PFK-1 katalyzuje premenu fruktózy 6-fosfátu a ATP na fruktózu 1, 6-bisfosfát a ADP, zatiaľ čo PFK-2 katalyzuje syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfát z fruktózy 6-fosfát.
Fosfofruktokináza-1 (PFK-1) a fosfofruktokináza-2 (PFK-2) sú dva enzýmy. PFK-1 je glykolytický enzým, ktorý katalyzuje reakciu fruktóza 6-fosfátu a premieňa ju na fruktózu 1, 6-bisfosfát. Je to krok obmedzujúci rýchlosť glykolýzy. Keď je hladina glukózy vysoká a je potrebné regulovať glykolýzu, PFK-2 katalyzuje syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfátu z fruktóza 6-fosfátu. Fruktóza 2, 6-bisfosfát je silným alosterickým aktivátorom PFK-1 na podporu rozkladu glukózy. PFK-2 nie je glykolytický enzým. Ale PFK-1 aj PFK-2 pôsobia na rovnaký substrát.
Čo je PFK-1?
PFK-1 je prvý aktívny enzým v glykolýze. V skutočnosti je to enzým glykolýzy obmedzujúci rýchlosť. Katalyzuje premenu fruktóza-6-fosfátu na fruktózu-1,6-bisfosfát. PFK-1 používa na túto reakciu ATP. Preto je PFK-1 ovplyvnený koncentráciou ATP. Inhibícia PFK-1 pomocou ATP je súčasťou negatívnej spätnej väzby, ktorá reguluje tok glykolýzy v aeróbnom stave. Okrem ATP je aktivita PFK-1 regulovaná niekoľkými ďalšími molekulami, vrátane fruktózy 2, 6-bisfosfátu, AMP a citrátu.
Obrázok 01: PFK-1
Fruktóza 2, 6-bisfosfát je silný alosterický aktivátor PFK-1. Za fyziologických podmienok zostáva PFK-1 neaktívny. Keď interaguje s fruktózou 2, 6-bisfosfátom, stáva sa aktívnym a stimuluje glykolytickú dráhu na zvýšenie rozkladu glukózy. Tok v smere glykolýzy výrazne zvyšuje fruktóza-2,6-bisfosfát v dôsledku jeho schopnosti alosterickej aktivácie PFK-1. Podobným spôsobom pôsobí AMP aj ako alosterický efektor na aktiváciu PFK-1. Naproti tomu citrát pôsobí ako alosterický inhibítor PFK1. Horčík pôsobí ako kofaktor pre PFK-1.
Čo je PFK-2?
Fruktóza 2,6-bisfosfát je metabolit, ktorý reguluje glykolýzu a glukoneogenézu. PFK-2 alebo fosfofruktokináza-2 je enzým, ktorý katalyzuje syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfátu z fruktóza 6-fosfátu. Podobne ako PFK-1, PFK-2 pôsobí na rovnakom substráte. Na rozdiel od PFK-1 však aktivita PFK-2 nie je ovplyvnená koncentráciou ATP. Fosfoenolpyruvát a citrát môžu inhibovať tento enzým, zatiaľ čo anorganický ortofosfát môže stimulovať pôsobenie PFK-2.
Obrázok 02: PFK-2
Štrukturálne existuje PFK-2 s fruktózou-2, 6-bisfosfatázou ako bifunkčným enzýmom skráteným ako PFK-2/FBPáza-2. PFK-2 fosforyluje fruktóza-6-fosfát pomocou ATP. Na druhej strane FBPáza-2 defosforyluje fruktózu 2, 6-bisfosfát za vzniku fruktóza 6-fosfátu a Pi. PFK-2 má teda kinázové aj fosfatázové aktivity. Keď je hladina glukózy vysoká, inzulín zvyšuje kinázovú aktivitu enzýmu PFK-2, aby poháňal zvýšenú syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfátu. Stimuluje glykolýzu v dôsledku aktivácie PFK-1 fruktózou 2, 6-bisfosfátom. Na rozdiel od toho, keď je exprimovaná fosfatázová aktivita PFK-2, štiepi fruktózu 2, 6-bisfosfát späť na fruktóza 6-fosfát, čím stimuluje glukoneogenézu a inhibuje glykolýzu.
Aké sú podobnosti medzi PFK1 a PFK-2?
- PFK-1 a PFK-2 sú dva enzýmy.
- Substrát enzýmov PFK-1 a PFK-2 je rovnaký: fruktóza 6-fosfát.
- Oba enzýmy sú dôležité pri regulácii glykolýzy.
- Reakcie katalyzované oboma enzýmami poskytujú ADP z ATP.
- Citrát môže inhibovať oba tieto enzýmy.
Aký je rozdiel medzi PFK-1 a PFK-2?
PFK-1 katalyzuje premenu fruktóza-6-fosfátu na fruktózu 1,6-bisfosfát. Naproti tomu PFK-2 katalyzuje premenu fruktóza-6-fosfátu na fruktózu-2,6-bisfosfát. Toto je kľúčový rozdiel medzi PFK1 a PFK-2. Na rozdiel od PFK-1 má PFK-2 kinázovú aj fosfatázovú aktivitu; ide teda o bifunkčný enzým. Okrem toho je fruktóza 2, 6-bisfosfát silným alosterickým aktivátorom PFK-1, zatiaľ čo PFK-2 katalyzuje syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfátu. Toto je ďalší rozdiel medzi PFK-1 a PFK-2. Najdôležitejšie je, že aktivita PFK-1 je ovplyvnená ATP, zatiaľ čo aktivita PFK-2 nie je ovplyvnená koncentráciou ATP.
Nasledujúca infografika uvádza rozdiely medzi PFK-1 a PFK-2 v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – PFK-1 vs PFK-2
PFK-1 katalyzuje premenu fruktózy 6-fosfátu a ATP na fruktózu 1, 6-bisfosfát a ADP. PFK-2 katalyzuje syntézu fruktóza-2,6-fosfátu z fruktóza-6-fosfátu. Aktivita PFK-1 je ovplyvnená koncentráciou ATP. Na rozdiel od toho PFK-2 nie je ovplyvnený koncentráciou ATP. Najdôležitejšie je, že PFK-2 má kinázové aj fosfatázové aktivity; ide teda o bifunkčný enzým. PFK-1 nie je bifunkčný enzým. Okrem toho je PFK-1 enzýmom glykolýzy obmedzujúcim rýchlosť, zatiaľ čo PFK-2 sa nepovažuje za glykolytický enzým. Toto je zhrnutie rozdielu medzi PFK-1 a PFK-2.
