FOSFOFRUCTOQUINASA: REGULACIÓN POR FRUCTOSA-2,6-BIFOSFATO (PFK-2) :FOSFOFRUCTOQUINASA: REGULACIÓN POR FRUCTOSA-2,6-BIFOSFATO (PFK-2) Sergio Espinosa


Slide 2:En la GLUCÓLISIS Rx paralela que favorece


Slide 3:En la GLUCONEOGÉNESIS Rx paralela que favorece


Slide 4:Breve análisis molecular de las enzimas implicadas en esta reacción Las enzimas “PFK” y “PFK-2/FBPase-2” son enzimas “auto-asociativas”, que forman moléculas de tipo diméricas y tetraméricas, y cuya asociación está en función de: f([E],[S],[I]). Dichas asociaciones tienen distintos grados de actividad, de manera que constituyen una manera de reducción de la actividad de la enzima. Lawrence G. Foe & John L. Trujillo, 1980


Slide 5:Por ejemplo, en el trabajo citado, la PFK, en presencia de ATP (inhibidor alostérico de la PFK) presenta predominantemente formas tetraméricas-planares, que eventualmente forman “cadenas”.


Slide 6:Formas tetramérica, “octamérica” y “dodecamérica”.


Slide 7:La relación precisa de los ligandos implicados en tal asociación aún es objeto de numerosos estudios “hoy en día” (1980). ¿ ?


Slide 8:En este trabajo, se concluyó que la inhibición en la actividad ocasiona entonces y finalmente, una asociación, mas que una modificación conformacional del dímero; o que la modificación ocasiona la asociación.


Slide 9:PFK-2/FBPase-2 Se trata de una enzima de tipo BIFUNCIONAL, que adquiere dos distintas conformaciones en función de las condiciones del medio, siendo ambas conformaciones activas para distintos sustratos.


Slide 10:PFK-2/FBPase-2 En este punto sucede que: ATP


Slide 11:PFK-2/FBPase-2 ATP Ya que, en términos simples, una alta [ATP] implica que se tiene suficiente “energía de disponibilidad inmediata”, lo que detiene la vía en este punto (favoreciendo una de síntesis de grasas).


Slide 12:PFK-2/FBPase-2 ATP PERO: El mismo sustrato genera otro producto, en una reacción “paralela”, que es catalizada por la Fosfofructoquinasa-2 (PFK-2):


Slide 13:PFK-2/FBPase-2 ATP La Fructosa-2,6-bifosfato, producto de esta rx. “paralela”, reduce el efecto neto de la inhibición por “presencia” de ATP en el medio, permitiendo que de nuevo la vía glucolítica continúe; FAVORECE, NO OCASIONA LA GLUCÓLISIS.


Slide 14:PFK-2/FBPase-2 La enzima tiene aquí la conformación de QUINASA. Pues en el medio hay: ? [Glucosa] ? ? [Glucagon] ? ? [AMPc] Esto es la llamada “cascada de AMPc “, que es f(Glucágon)


Slide 15:PFK-2/FBPase-2 La enzima tiene aquí la conformación de QUINASA. Pues en el medio hay: ? [Glucosa] ? ? [Glucagon] ? ? [AMPc] Se activa la protein fosforilasa


Slide 16:PFK-2/FBPase-2 Pues en el medio hay: ? [Glucosa] ? ? [Glucagon] ? ? [AMPc] La protein fosforilasa defosforila a la enzima


Slide 17:PFK-2/FBPasa-2 LA GLUCONEOGÉNESIS IMPLICA QUE: Así, la FBPasa es la PFK-2 con una fosforilación, que ocurre sobre el único residuo de Serina que tiene el polímero.


Slide 18:PFK-2/FBPasa-2 La enzima tiene aquí la conformación de FOSFORILASA Pues en el medio hay: ? [Glucosa] ? ? [Glucagon] ? ? [AMPc] Se activa la protein kinasa


Slide 19:PFK-2/FBPasa-2 LA GLUCONEOGÉNESIS IMPLICA QUE: La enzima tiene aquí la conformación de FOSFORILASA Pues en el medio hay: ? [Glucosa] ? ? [Glucagon] ? ? [AMPc] La protein kinasa fosforila a la enzima


Slide 20:Se observa entonces que la glucosa es la molécula que FAVORECE la cualquiera de las dos direcciones de la vía (lisis o neogénesis), pues en función de su concentración, es que la enzima PFK-2/FBPasa-2 tiene alguna de sus dos configuraciones. Al respecto de tales “configuracones”: SI la mayoría de las enzimas tienen la cracterística de catalizar una rx en uno u otro sentido ENTONCES ¿por qué del mecanismo de fosforilación-defosforilación? Posiblemente debido a que solamente así puede modificarse en función de la “cascada de AMPc”.


Slide 21:La molécula polipeptídica tiene tres dominios: La hipótesis actual acerca del origen de esta molécula, así como para toda molécula bifuncional, es que podría ser originada por la fusión de los genes que codificaban de manera individual para cada domino, –en este caso-, quinasa y fostatasa. “MECANISMO” DE LA FOSFORILACIÓN-DEFOSFORILACIÓN DE LA ENZIMA:


Slide 43:http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/part2/animat3#animat3


REFERENCIAS. :REFERENCIAS. LEHNINGER, A. L. Bioquímica. 2ª ed., Ed. Omega, (1994) STRYER, L. Bioquímica. 5ª Ed. Reverté (2003) VOET, D. Y VOET, J.G. Bioquímica. Ed. Omega. (1992). Van Schaftingen, E., Jett, M., Hue, L., Hers, H.: Control of Liver 6-Phosphofructokinase by Fructose 2,6-bisphosphate and Other Effectors.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,1981, Vol. 78, No. 6. Furuya, E., Yokoyama, M., Uyeda, K.: Regulation of Fructose-6-phosphate 2-kinase by Phosphorylation and Dephosphorylation: Possible Mechanism for Coordinated Control of Glycolysis and Glycogenolysis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1982, Vol. 79, No. 2 Foe, L. G., Trujillo, J. L. : Quaternary Structure of Pig Liver Phosphofructokinase. The journal of biological chemistry, 1980, Vol. 255. No. 21. http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/part2/animat3#animat3