Põhiline erinevus PFK-1 ja PFK-2 vahel on see, et PFK-1 katalüüsib fruktoos-6-fosfaadi ja ATP konversiooni fruktoos 1-ks, 6-bisfosfaadiks ja ADP-ks, samas kui PFK-2 katalüüsib fruktoos-2 sünteesi, 6-bisfosfaat fruktoosist 6-fosfaat.
Phosphofruktokinaas-1 (PFK-1) ja fosfofruktokinaas-2 (PFK-2) on kaks ensüümi. PFK-1 on glükolüütiline ensüüm, mis katalüüsib fruktoos-6-fosfaadi reaktsiooni, muutes selle fruktoos-1, 6-bisfosfaadiks. See on glükolüüsi kiirust piirav etapp. Kui glükoosi tase on kõrge ja glükolüüsi on vaja reguleerida, katalüüsib PFK-2 fruktoos-2, 6-bisfosfaadi sünteesi fruktoos-6-fosfaadist. Fruktoos 2, 6-bisfosfaat on võimas PFK-1 allosteeriline aktivaator, mis soodustab glükoosi lagunemist. PFK-2 ei ole glükolüütiline ensüüm. Kuid nii PFK-1 kui ka PFK-2 toimivad samal substraadil.
Mis on PFK-1?
PFK-1 on esimene glükolüüsi ensüüm. Tegelikult on see glükolüüsi kiirust piirav ensüüm. See katalüüsib fruktoos-6-fosfaadi muundamist fruktoos-1, 6-bisfosfaadiks. PFK-1 kasutab selle reaktsiooni jaoks ATP-d. Seega mõjutab PFK-1 ATP kontsentratsioon. PFK-1 inhibeerimine ATP poolt on osa negatiivsest tagasisideahelast, mis reguleerib glükolüüsi voogu aeroobses olekus. Peale ATP reguleerivad PFK-1 aktiivsust mitmed teised molekulid, sealhulgas fruktoos 2, 6-bisfosfaat, AMP ja tsitraat.
Joonis 01: PFK-1
Fruktoos 2, 6-bisfosfaat on PFK-1 võimas allosteeriline aktivaator. Füsioloogilistes tingimustes jääb PFK-1 passiivseks. Kui see interakteerub fruktoos-2, 6-bisfosfaadiga, muutub see aktiivseks ja stimuleerib glükolüütilist rada, et suurendada glükoosi lagunemist. Fruktoos-2, 6-bisfosfaat suurendab oluliselt voolu glükolüüsi suunas, kuna see on võimeline PFK-1 allosteeriliselt aktiveerima. Sarnasel viisil toimib AMP ka allosteerilise efektorina PFK-1 aktiveerimiseks. Seevastu tsitraat toimib PFK1 allosteerilise inhibiitorina. Magneesium toimib PFK-1 kaasfaktorina.
Mis on PFK-2?
Fruktoos 2, 6-bisfosfaat on metaboliit, mis reguleerib glükolüüsi ja glükoneogeneesi. PFK-2 või fosfofruktokinaas-2 on ensüüm, mis katalüüsib fruktoos-2, 6-bisfosfaadi sünteesi fruktoos-6-fosfaadist. Sarnaselt PFK-1-ga toimib PFK-2 samal substraadil. Kuid erinev alt PFK-1-st ei mõjuta ATP kontsentratsioon PFK-2 aktiivsust. Fosfenoolpüruvaat ja tsitraat võivad seda ensüümi inhibeerida, samas kui anorgaaniline ortofosfaat võib stimuleerida PFK-2 toimet.
Joonis 02: PFK-2
Struktuuriliselt eksisteerib PFK-2 koos fruktoos-2, 6-bisfosfataasiga bifunktsionaalse ensüümina, mille lühend on PFK-2/FBPaas-2. PFK-2 fosforüleerib fruktoos-6-fosfaati, kasutades ATP-d. Teisest küljest defosforüülib FBPaas-2 fruktoos-2, 6-bisfosfaati, et saada fruktoos-6-fosfaati ja Pi-d. Seega on PFK-2-l nii kinaasi kui ka fosfataasi aktiivsus. Kui glükoosisisaldus on kõrge, suurendab insuliin ensüümi PFK-2 kinaasi aktiivsust, et kiirendada fruktoos-2, 6-bisfosfaadi sünteesi. See stimuleerib glükolüüsi tänu PFK-1 aktiveerimisele fruktoos-2, 6-bisfosfaadi poolt. Seevastu PFK-2 fosfataasi aktiivsuse avaldumisel lõhub see fruktoos 2, 6-bisfosfaadi tagasi fruktoos-6-fosfaadiks, stimuleerides glükoneogeneesi ja inhibeerides glükolüüsi.
Millised on PFK1 ja PFK-2 sarnasused?
- PFK-1 ja PFK-2 on kaks ensüümi.
- PFK-1 ja PFK-2 ensüümide substraat on sama: fruktoos-6-fosfaat.
- Mõlemad ensüümid on olulised glükolüüsi reguleerimisel.
- Mõlema ensüümi poolt katalüüsitud reaktsioonid annavad ATP-st ADP.
- Tsitraat võib inhibeerida mõlemat ensüümi.
Mis vahe on PFK-1 ja PFK-2 vahel?
PFK-1 katalüüsib fruktoos-6-fosfaadi muundamist fruktoos-1, 6-bisfosfaadiks. Seevastu PFK-2 katalüüsib fruktoos-6-fosfaadi muundamist fruktoos-2, 6-bisfosfaadiks. Niisiis, see on peamine erinevus PFK1 ja PFK-2 vahel. Erinev alt PFK-1-st on PFK-2-l nii kinaasi kui ka fosfataasi aktiivsus; seega on see bifunktsionaalne ensüüm. Lisaks on fruktoos 2, 6-bisfosfaat PFK-1 võimas allosteeriline aktivaator, samas kui PFK-2 katalüüsib fruktoos 2, 6-bisfosfaadi sünteesi. Seega on see veel üks erinevus PFK-1 ja PFK-2 vahel. Kõige tähtsam on see, et PFK-1 aktiivsust mõjutab ATP, samas kui PFK-2 aktiivsust ATP kontsentratsioon ei mõjuta.
Järgmine infograafik loetleb PFK-1 ja PFK-2 vahelised erinevused tabelina kõrvuti võrdlemiseks.
Kokkuvõte – PFK-1 vs PFK-2
PFK-1 katalüüsib fruktoos-6-fosfaadi ja ATP konversiooni fruktoos-1, 6-bisfosfaadiks ja ADP-ks. PFK-2 katalüüsib fruktoos-2, 6-fosfaadi sünteesi fruktoos-6-fosfaadist. PFK-1 aktiivsust mõjutab ATP kontsentratsioon. Seevastu ATP kontsentratsioon ei mõjuta PFK-2. Kõige tähtsam on see, et PFK-2-l on nii kinaasi kui ka fosfataasi aktiivsus; seega on see bifunktsionaalne ensüüm. PFK-1 ei ole bifunktsionaalne ensüüm. Lisaks on PFK-1 glükolüüsi kiirust piirav ensüüm, samas kui PFK-2 ei peeta glükolüütiliseks ensüümiks. Seega on see kokkuvõte erinevusest PFK-1 ja PFK-2 vahel.
