Η βασική διαφορά μεταξύ PFK-1 και PFK-2 είναι ότι το PFK-1 καταλύει τη μετατροπή της 6-φωσφορικής φρουκτόζης και του ATP σε φρουκτόζη 1, 6-διφωσφορικό και ADP ενώ το PFK-2 καταλύει τη σύνθεση της φρουκτόζης 2, 6-διφωσφορικό από 6-φωσφορική φρουκτόζη.
Φωσφοφρουκτοκινάση-1 (PFK-1) και φωσφοφρουκτοκινάση-2 (PFK-2) είναι δύο ένζυμα. Το PFK-1 είναι ένα γλυκολυτικό ένζυμο που καταλύει την αντίδραση της 6-φωσφορικής φρουκτόζης, μετατρέποντάς την σε φρουκτόζη 1, 6-δισφορική. Είναι το περιοριστικό βήμα της γλυκόλυσης. Όταν το επίπεδο γλυκόζης είναι υψηλό και είναι απαραίτητο να ρυθμιστεί η γλυκόλυση, το PFK-2 καταλύει τη σύνθεση φρουκτόζης 2, 6-διφωσφορικής από 6-φωσφορική φρουκτόζη. Η φρουκτόζη 2, 6-διφωσφορική είναι ένας ισχυρός αλλοστερικός ενεργοποιητής του PFK-1 για να ενισχύσει τη διάσπαση της γλυκόζης. Το PFK-2 δεν είναι γλυκολυτικό ένζυμο. Όμως, τόσο το PFK-1 όσο και το PFK-2 δρουν στο ίδιο υπόστρωμα.
Τι είναι το PFK-1;
Το PFK-1 είναι το πρώτο δεσμευμένο ένζυμο στη γλυκόλυση. Στην πραγματικότητα, είναι το περιοριστικό του ρυθμού ένζυμο της γλυκόλυσης. Καταλύει τη μετατροπή της 6-φωσφορικής φρουκτόζης σε φρουκτόζη 1, 6-διφωσφορική. Το PFK-1 χρησιμοποιεί ATP για αυτή την αντίδραση. Ως εκ τούτου, το PFK-1 επηρεάζεται από τη συγκέντρωση ATP. Η αναστολή του PFK-1 από το ATP είναι ένα μέρος του βρόχου αρνητικής ανάδρασης που ρυθμίζει τη ροή της γλυκόλυσης σε αερόβια κατάσταση. Εκτός από το ATP, η δραστηριότητα του PFK-1 ρυθμίζεται από πολλά άλλα μόρια, όπως η φρουκτόζη 2, η 6-διφωσφορική, η AMP και το κιτρικό.
Εικόνα 01: PFK-1
Φρουκτόζη 2, 6-διφωσφορική είναι ένας ισχυρός αλλοστερικός ενεργοποιητής του PFK-1. Σε φυσιολογικές συνθήκες, το PFK-1 παραμένει ανενεργό. Όταν αλληλεπιδρά με τη φρουκτόζη 2, 6-διφωσική, γίνεται ενεργή και διεγείρει τη γλυκολυτική οδό για να αυξήσει τη διάσπαση της γλυκόζης. Η ροή προς την κατεύθυνση της γλυκόλυσης αυξάνεται σημαντικά από τη φρουκτόζη 2, 6-διφωσφορική λόγω της ικανότητάς της να ενεργοποιεί αλλοστερική του PFK-1. Με παρόμοιο τρόπο, το AMP δρα επίσης ως αλλοστερικός τελεστής για την ενεργοποίηση του PFK-1. Αντίθετα, το κιτρικό δρα ως αλλοστερικός αναστολέας του PFK1. Το μαγνήσιο δρα ως συμπαράγοντας για το PFK-1.
Τι είναι το PFK-2;
Φρουκτόζη 2, 6-διφωσφορική είναι ένας μεταβολίτης που ρυθμίζει τη γλυκόλυση και τη γλυκονεογένεση. Το PFK-2 ή η φωσφοφρουκτοκινάση-2 είναι το ένζυμο που καταλύει τη σύνθεση φρουκτόζης 2, 6-διφωσφορικής από 6-φωσφορική φρουκτόζη. Παρόμοια με το PFK-1, το PFK-2 δρα στο ίδιο υπόστρωμα. Ωστόσο, σε αντίθεση με το PFK-1, η δραστηριότητα του PFK-2 δεν επηρεάζεται από τη συγκέντρωση ATP. Η φωσφοενολοπυρουβική και το κιτρικό άλας μπορούν να αναστείλουν αυτό το ένζυμο, ενώ το ανόργανο ορθοφωσφορικό μπορεί να διεγείρει τη δράση του PFK-2.
Εικόνα 02: PFK-2
Δομικά, το PFK-2 υπάρχει με φρουκτόζη-2, 6-διφωσφατάση ως διλειτουργικό ένζυμο που συντομεύεται ως PFK-2/FBPase-2. Το PFK-2 φωσφορυλιώνει την 6-φωσφορική φρουκτόζη χρησιμοποιώντας ΑΤΡ. Από την άλλη πλευρά, η FBPase-2 αποφωσφορυλιώνει τη φρουκτόζη 2, τη 6-διφωσφορική για να παράγει 6-φωσφορική φρουκτόζη και Pi. Ως εκ τούτου, το PFK-2 έχει τόσο κινάση όσο και δράση φωσφατάσης. Όταν το επίπεδο γλυκόζης είναι υψηλό, η ινσουλίνη αυξάνει τη δραστηριότητα κινάσης του ενζύμου PFK-2 για να οδηγήσει την αυξημένη σύνθεση της φρουκτόζης 2, 6-διφωσφορικής. Διεγείρει τη γλυκόλυση λόγω της ενεργοποίησης του PFK-1 από τη φρουκτόζη 2, 6-διφωσφορική. Αντίθετα, όταν εκφράζεται η δράση της φωσφατάσης του PFK-2, διασπά τη φρουκτόζη 2, 6-διφωσφορική πίσω σε 6-φωσφορική φρουκτόζη, διεγείροντας τη γλυκονεογένεση και αναστέλλοντας τη γλυκόλυση.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ PFK1 και PFK-2;
- PFK-1 και PFK-2 είναι δύο ένζυμα.
- Το υπόστρωμα των ενζύμων PFK-1 και PFK-2 είναι το ίδιο: 6-φωσφορική φρουκτόζη.
- Και τα δύο ένζυμα είναι σημαντικά στη ρύθμιση της γλυκόλυσης.
- Οι αντιδράσεις που καταλύονται και από τα δύο ένζυμα αποδίδουν ADP από ATP.
- Το κιτρικό μπορεί να αναστείλει και τα δύο αυτά ένζυμα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ PFK-1 και PFK-2;
Το PFK-1 καταλύει τη μετατροπή της 6-φωσφορικής φρουκτόζης σε φρουκτόζη 1, 6-διφωσφορική. Αντίθετα, το PFK-2 καταλύει τη μετατροπή της 6-φωσφορικής φρουκτόζης σε φρουκτόζη 2, 6-διφωσφορική. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ PFK1 και PFK-2. Σε αντίθεση με το PFK-1, το PFK-2 έχει δράση κινάσης και φωσφατάσης. ως εκ τούτου είναι ένα διλειτουργικό ένζυμο. Επιπλέον, η φρουκτόζη 2, 6-διφωσφορική είναι ένας ισχυρός αλλοστερικός ενεργοποιητής του PFK-1, ενώ ο PFK-2 καταλύει τη σύνθεση της φρουκτόζης 2, 6-διφωσφορικής. Έτσι, αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ PFK-1 και PFK-2. Το πιο σημαντικό, η δραστηριότητα PFK-1 επηρεάζεται από το ATP, ενώ η δραστηριότητα PFK-2 δεν επηρεάζεται από τη συγκέντρωση ATP.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ PFK-1 και PFK-2 σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – PFK-1 vs PFK-2
Το PFK-1 καταλύει τη μετατροπή της 6-φωσφορικής φρουκτόζης και του ATP σε φρουκτόζη 1, 6-διφωσφορική και ADP. Το PFK-2 καταλύει τη σύνθεση φρουκτόζης 2, 6-φωσφορικής από 6-φωσφορική φρουκτόζη. Η δραστηριότητα του PFK-1 επηρεάζεται από τη συγκέντρωση ATP. Αντίθετα, το PFK-2 δεν επηρεάζεται από τη συγκέντρωση ATP. Το πιο σημαντικό, το PFK-2 έχει τόσο κινάση όσο και φωσφατάση. ως εκ τούτου είναι ένα διλειτουργικό ένζυμο. Το PFK-1 δεν είναι ένα διλειτουργικό ένζυμο. Επιπλέον, το PFK-1 είναι ένα ένζυμο που περιορίζει τον ρυθμό της γλυκόλυσης, ενώ το PFK-2 δεν θεωρείται γλυκολυτικό ένζυμο. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ PFK-1 και PFK-2.
