Ključna razlika med PFK-1 in PFK-2 je v tem, da PFK-1 katalizira pretvorbo fruktozo 6-fosfata in ATP v fruktozo 1, 6-bifosfat in ADP, medtem ko PFK-2 katalizira sintezo fruktoze 2, 6-bisfosfat iz fruktozo 6-fosfata.
Fosfofruktokinaza-1 (PFK-1) in fosfofruktokinaza-2 (PFK-2) sta dva encima. PFK-1 je glikolitični encim, ki katalizira reakcijo fruktozo 6-fosfata in jo pretvori v fruktozo 1,6-bisfosfat. To je korak, ki omejuje hitrost glikolize. Ko je raven glukoze visoka in je treba uravnavati glikolizo, PFK-2 katalizira sintezo fruktoze 2,6-bisfosfata iz fruktozo-6-fosfata. Fruktoza 2,6-bisfosfat je močan alosterični aktivator PFK-1 za izboljšanje razgradnje glukoze. PFK-2 ni glikolitični encim. Vendar tako PFK-1 kot PFK-2 delujeta na isti substrat.
Kaj je PFK-1?
PFK-1 je prvi angažirani encim v glikolizi. Pravzaprav je encim, ki omejuje hitrost glikolize. Katalizira pretvorbo fruktozo 6-fosfata v fruktozo 1,6-bisfosat. PFK-1 za to reakcijo uporablja ATP. Zato na PFK-1 vpliva koncentracija ATP. Inhibicija PFK-1 z ATP je del negativne povratne zanke, ki uravnava tok glikolize v aerobnem stanju. Poleg ATP aktivnost PFK-1 uravnava več drugih molekul, vključno s fruktozo 2, 6-bifosfatom, AMP in citratom.
Slika 01: PFK-1
Fruktoza 2,6-bisfosfat je močan alosterični aktivator PFK-1. V fizioloških pogojih ostane PFK-1 neaktiven. Ko medsebojno deluje s fruktozo 2,6-bisfosfatom, postane aktiven in stimulira glikolitično pot za povečanje razgradnje glukoze. Tok v smeri glikolize močno poveča fruktoza 2,6-bisfosfat zaradi njegove sposobnosti alosterične aktivacije PFK-1. Na podoben način AMP deluje tudi kot alosterični efektor za aktiviranje PFK-1. Nasprotno pa citrat deluje kot alosterični zaviralec PFK1. Magnezij deluje kot kofaktor za PFK-1.
Kaj je PFK-2?
Fruktoza 2,6-bisfosfat je metabolit, ki uravnava glikolizo in glukoneogenezo. PFK-2 ali fosfofruktokinaza-2 je encim, ki katalizira sintezo fruktoza 2,6-bisfosfata iz fruktozo 6-fosfata. Podobno kot PFK-1 tudi PFK-2 deluje na isti substrat. Vendar za razliko od PFK-1 koncentracija ATP ne vpliva na aktivnost PFK-2. Fosfoenolpiruvat in citrat lahko zavirata ta encim, anorganski ortofosfat pa lahko spodbudi delovanje PFK-2.
Slika 02: PFK-2
Strukturno PFK-2 obstaja s fruktozo-2, 6-bisfosfatazo kot bifunkcionalnim encimom, skrajšanim kot PFK-2/FBPaza-2. PFK-2 fosforilira fruktozo 6-fosfat z uporabo ATP. Po drugi strani FBPase-2 defosforilira fruktozo 2, 6-bisfosfat, da proizvede fruktozo 6-fosfat in Pi. Zato ima PFK-2 aktivnost kinaze in fosfataze. Ko je raven glukoze visoka, insulin poveča aktivnost kinaze encima PFK-2, da spodbudi povečano sintezo fruktoze 2,6-bisfosfata. Spodbuja glikolizo zaradi aktivacije PFK-1 s fruktozo 2,6-bisfosfatom. Nasprotno pa, ko je izražena fosfatazna aktivnost PFK-2, razgradi fruktozo 2,6-bisfosfat nazaj v fruktozo 6-fosfat, kar stimulira glukoneogenezo in zavira glikolizo.
Kakšne so podobnosti med PFK1 in PFK-2?
- PFK-1 in PFK-2 sta dva encima.
- Substrat encimov PFK-1 in PFK-2 je enak: fruktoza 6-fosfat.
- Oba encima sta pomembna pri uravnavanju glikolize.
- Reakcije, ki jih katalizirata oba encima, tvorijo ADP iz ATP.
- Citrati lahko zavirajo oba encima.
Kakšna je razlika med PFK-1 in PFK-2?
PFK-1 katalizira pretvorbo fruktozo 6-fosfata v fruktozo 1,6-bisfosfat. Nasprotno pa PFK-2 katalizira pretvorbo fruktozo 6-fosfata v fruktozo 2,6-bisfosfat. Torej, to je ključna razlika med PFK1 in PFK-2. Za razliko od PFK-1 ima PFK-2 aktivnost kinaze in fosfataze; zato je dvofunkcionalni encim. Poleg tega je fruktoza 2, 6-bisfosfat močan alosterični aktivator PFK-1, medtem ko PFK-2 katalizira sintezo fruktoze 2, 6-bisfosfata. Tako je to še ena razlika med PFK-1 in PFK-2. Najpomembneje je, da na aktivnost PFK-1 vpliva ATP, medtem ko na aktivnost PFK-2 koncentracija ATP ne vpliva.
Naslednja infografika navaja razlike med PFK-1 in PFK-2 v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – PFK-1 proti PFK-2
PFK-1 katalizira pretvorbo fruktozo 6-fosfata in ATP v fruktozo 1, 6-bifosfat in ADP. PFK-2 katalizira sintezo fruktozo 2,6-fosfata iz fruktozo 6-fosfata. Na aktivnost PFK-1 vpliva koncentracija ATP. V nasprotju s tem koncentracija ATP ne vpliva na PFK-2. Najpomembneje je, da ima PFK-2 tako kinazno kot fosfatazno aktivnost; zato je dvofunkcionalni encim. PFK-1 ni dvofunkcionalni encim. Poleg tega je PFK-1 encim, ki omejuje hitrost glikolize, medtem ko se PFK-2 ne šteje za glikolitični encim. To je torej povzetek razlike med PFK-1 in PFK-2.
