Klíčový rozdíl mezi PFK-1 a PFK-2 je ten, že PFK-1 katalyzuje přeměnu fruktózy 6-fosfátu a ATP na fruktózu 1, 6-bisfosfát a ADP, zatímco PFK-2 katalyzuje syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfát z fruktózy 6-fosfát.
Fosfofruktokináza-1 (PFK-1) a fosfofruktokináza-2 (PFK-2) jsou dva enzymy. PFK-1 je glykolytický enzym, který katalyzuje reakci fruktóza 6-fosfátu a přeměňuje ji na fruktózu 1, 6-bisfosfát. Je to rychlost omezující krok glykolýzy. Když je hladina glukózy vysoká a je nutné regulovat glykolýzu, PFK-2 katalyzuje syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfátu z fruktózy 6-fosfátu. Fruktóza 2, 6-bisfosfát je silný alosterický aktivátor PFK-1, který podporuje odbourávání glukózy. PFK-2 není glykolytický enzym. Ale jak PFK-1, tak PFK-2 působí na stejném substrátu.
Co je PFK-1?
PFK-1 je prvním aktivním enzymem v glykolýze. Ve skutečnosti je to enzym glykolýzy omezující rychlost. Katalyzuje přeměnu fruktóza-6-fosfátu na fruktóza-1,6-bisfosfát. PFK-1 používá pro tuto reakci ATP. PFK-1 je tedy ovlivněn koncentrací ATP. Inhibice PFK-1 pomocí ATP je součástí negativní zpětné vazby, která reguluje tok glykolýzy v aerobním stavu. Kromě ATP je aktivita PFK-1 regulována několika dalšími molekulami, včetně fruktózy 2, 6-bisfosfátu, AMP a citrátu.
Obrázek 01: PFK-1
Fruktóza 2, 6-bisfosfát je silný alosterický aktivátor PFK-1. Za fyziologických podmínek zůstává PFK-1 neaktivní. Když interaguje s fruktózou 2, 6-bisfosfátem, stává se aktivním a stimuluje glykolytickou dráhu ke zvýšení odbourávání glukózy. Tok ve směru glykolýzy výrazně zvyšuje fruktóza-2,6-bisfosfát díky své schopnosti alosterické aktivace PFK-1. Podobným způsobem působí AMP také jako alosterický efektor pro aktivaci PFK-1. Naproti tomu citrát působí jako alosterický inhibitor PFK1. Hořčík působí jako kofaktor pro PFK-1.
Co je PFK-2?
Fruktóza 2,6-bisfosfát je metabolit, který reguluje glykolýzu a glukoneogenezi. PFK-2 nebo fosfofruktokináza-2 je enzym, který katalyzuje syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfátu z fruktózy 6-fosfátu. Podobně jako PFK-1 působí PFK-2 na stejném substrátu. Na rozdíl od PFK-1 však není aktivita PFK-2 ovlivněna koncentrací ATP. Fosfoenolpyruvát a citrát mohou inhibovat tento enzym, zatímco anorganický ortofosfát může stimulovat působení PFK-2.
Obrázek 02: PFK-2
Strukturálně existuje PFK-2 s fruktózou-2, 6-bisfosfatázou jako bifunkčním enzymem zkráceným jako PFK-2/FBPáza-2. PFK-2 fosforyluje fruktóza-6-fosfát pomocí ATP. Na druhé straně FBPáza-2 defosforyluje fruktózu 2, 6-bisfosfát za vzniku fruktózy 6-fosfátu a Pi. PFK-2 má tedy jak kinázové, tak fosfatázové aktivity. Když je hladina glukózy vysoká, inzulín zvyšuje kinázovou aktivitu enzymu PFK-2, aby poháněl zvýšenou syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfátu. Stimuluje glykolýzu díky aktivaci PFK-1 fruktózou 2, 6-bisfosfátem. Naproti tomu, když je exprimována fosfatázová aktivita PFK-2, štěpí fruktóza 2, 6-bisfosfát zpět na fruktóza 6-fosfát, čímž stimuluje glukoneogenezi a inhibuje glykolýzu.
Jaké jsou podobnosti mezi PFK1 a PFK-2?
- PFK-1 a PFK-2 jsou dva enzymy.
- Substrát enzymů PFK-1 a PFK-2 je stejný: fruktóza 6-fosfát.
- Oba enzymy jsou důležité při regulaci glykolýzy.
- Reakce katalyzované oběma enzymy poskytují ADP z ATP.
- Citrát může inhibovat oba tyto enzymy.
Jaký je rozdíl mezi PFK-1 a PFK-2?
PFK-1 katalyzuje přeměnu fruktóza-6-fosfátu na fruktózu 1,6-bisfosfát. Naproti tomu PFK-2 katalyzuje přeměnu fruktóza-6-fosfátu na fruktózu 2,6-bisfosfát. Toto je klíčový rozdíl mezi PFK1 a PFK-2. Na rozdíl od PFK-1 má PFK-2 jak kinázovou, tak fosfatázovou aktivitu; jde tedy o bifunkční enzym. Kromě toho je fruktóza 2, 6-bisfosfát silným alosterickým aktivátorem PFK-1, zatímco PFK-2 katalyzuje syntézu fruktózy 2, 6-bisfosfátu. To je tedy další rozdíl mezi PFK-1 a PFK-2. Nejdůležitější je, že aktivita PFK-1 je ovlivněna ATP, zatímco aktivita PFK-2 není ovlivněna koncentrací ATP.
Následující infografika uvádí rozdíly mezi PFK-1 a PFK-2 v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – PFK-1 vs PFK-2
PFK-1 katalyzuje přeměnu fruktóza 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 ovlivněna koncentrací ATP. Naproti tomu PFK-2 není ovlivněn koncentrací ATP. Nejdůležitější je, že PFK-2 má jak kinázové, tak fosfatázové aktivity; jde tedy o bifunkční enzym. PFK-1 není bifunkční enzym. Kromě toho je PFK-1 enzym omezující rychlost glykolýzy, zatímco PFK-2 není považován za glykolytický enzym. Toto je shrnutí rozdílu mezi PFK-1 a PFK-2.
