Fructosa 1,6-bisfosfatasa

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Fructosa 1,6-bisfosfatasa
Estructura cristalina de la fructosa-1,6-bisfosfatasa de hígado de conejo. Resolución 2,3 angstroms.
Identificadores
Símbolo	FBPasa
Pfam	PF00316
clan pfam	CL0171
Interpro	IPR000146
PROSITO	PDOC00114
SCOP	1frp
SUPERFAMILIA	1frp
Estructuras proteicas disponibles
Pfam	estructuras
AP	RCSB AP ; PDBe ; PDBj
PDBsum	modelo 3d
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Fructosa-1,6-bisfosfatasa en estado sólido
Identificadores
Símbolo	FBPase_2
Pfam	PF06874
clan pfam	CL0163
Interpro	IPR009164
Estructuras proteicas disponibles
Pfam	estructuras
AP	RCSB AP ; PDBe ; PDBj
PDBsum	modelo 3d
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Fructosa 1,6-bisfosfatasa
Estructura cristalina de la fructosa-1,6-bisfosfatasa
Identificadores
Símbolo	FBPase_3
Pfam	PF01950
Interpro	IPR002803
SCOP	1ug
SUPERFAMILIA	1ug
Estructuras proteicas disponibles
Pfam	estructuras
AP	RCSB AP ; PDBe ; PDBj
PDBsum	modelo 3d
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La fructosa-1,6-bisfosfatasa , también fructosa-1,6-difosfatasa ( FBF-asa , FBP abreviado del inglés.  Fructosa 1,6-bisfosfatasa , código CF 3.1.3.11 ) es una enzima del grupo de las fosfatasas ( tipo hidrolasa ), catalizando la reacción de hidrólisis de fructosa-1,6-bifosfato a fructosa-6-fosfato con la formación de fosfato inorgánico según la reacción:

+ H 2 O + P i

Esta reacción ocurre en la gluconeogénesis y el ciclo de Calvin , que se conocen como procesos anabólicos. La fructosa-1,6-bisfosfatasa cataliza la reacción inversa a la reacción catalizada por la fosfofructocinasa durante la glucólisis [1] [2] . Estas enzimas catalizan reacciones en una sola dirección y están reguladas por metabolitos como la fructosa-2,6-bisfosfato , de modo que la alta actividad de una de las dos enzimas va acompañada de una baja actividad de la otra. Se sabe que la fructosa-2,6-bisfosfato también puede unirse alostéricamente a la fructosa-1,6-bisfosfatasa, inhibiéndola, pero al mismo tiempo activa la fosfofructocinasa. La FBF-asa está involucrada en varias rutas metabólicas y se encuentra en la mayoría de los organismos. La FBF-asa requiere iones metálicos divalentes como cofactores para la catálisis (preferiblemente Mg 2+ y Mn 2+ ), mientras que los iones de litio Li + son potentes inhibidores .

El gen que codifica esta enzima, FBP1 , se encuentra en el noveno cromosoma .

Estructura

Se ha observado que el plegamiento de la fructosa-1,6-bisfosfatasa porcina es idéntico al de la inositol-1-fosfatasa (IMF-asa) [3] . La inositolpolifosfato 1-fosfatasa (IPFase), IMPase y FBPase tienen un motivo de secuencia (Asp-Pro-Ile/Leu-Asp-Gly/Ser-Thr/Ser) que se ha demostrado que une iones metálicos y participa en la catálisis . Este motivo también se encuentra en homólogos fúngicos, bacterianos y de levaduras de IMPasa relacionados de forma distante. Se ha sugerido que estas proteínas definen una antigua familia conservada estructuralmente involucrada en varias vías metabólicas, incluida la señalización de inositol, la gluconeogénesis , la absorción de sulfato y posiblemente el metabolismo de las quinonas [4] .

Distribución de las especies

Se han identificado tres grupos diferentes de fructosa-1,6-bisfosfatasa en eucariotas y bacterias (FBF-asas I-III) [5] . Ninguno de estos grupos se ha encontrado aún en arqueas ; sin embargo, recientemente se ha identificado en arqueas un nuevo grupo de PBPAsas (PBPasa IV), que también presenta propiedades de inositol monofosfatasa [6] .

Un nuevo grupo de FBF-asas (FBF-asas V) ocurre en arqueas termófilas y bacterias hipertermófilas Aquifex aeolicus [7] .

Participación en el tratamiento de la diabetes

La fructosa 1,6-bisfosfatasa también juega un papel clave en el tratamiento de la diabetes mellitus tipo 2 . Esta enfermedad se caracteriza por hiperglucemia (glucosa alta en la sangre), que causa muchos problemas graves, y el tratamiento a menudo se enfoca en reducir los niveles de azúcar en la sangre [8] [9] [10] . El aumento de la gluconeogénesis hepática es una de las principales causas de la sobreproducción de glucosa en estos pacientes, por lo que la inhibición de la gluconeogénesis es un tratamiento razonable para la diabetes mellitus tipo 2.

Escasez

Las mutaciones en el gen FBP1 pueden provocar una deficiencia hereditaria de fructosa-1,6-bisfosfatasa. Es un trastorno autosómico recesivo caracterizado por alteraciones en el proceso de gluconeogénesis que resultan en hipoglucemia , acidosis láctica , hiperventilación , convulsiones y coma hipoglucémico . Estas manifestaciones son especialmente peligrosas entre los recién nacidos, ya que entre ellos existe una alta tasa de mortalidad.

Notas

1. ↑ Marcus F., Harrsch PB Secuencia de aminoácidos de cloroplasto de espinaca fructosa-1,6-bisfosfatasa   // Archivos de Bioquímica y Biofísica : diario. - Elsevier , 1990. - Mayo ( vol. 279 , no. 1 ). - P. 151-157 . -doi : 10.1016 / 0003-9861(90)90475-E . —PMID 2159755 .
2. ↑ Marcus F., Gontero B., Harrsch PB, Rittenhouse J. Homología de secuencias de  aminoácidos entre fructosa-1,6-bisfosfatasas  // Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica : diario. - 1986. - marzo ( vol. 135 , n. 2 ). - pág. 374-381 . - doi : 10.1016/0006-291X(86)90005-7 . —PMID 3008716 .
3. ↑ Zhang Y., Liang JY, Lipscomb WN Similitudes estructurales entre la fructosa-1,6-bisfosfatasa y la inositol monofosfatasa   // Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica : diario. - 1993. - febrero ( vol. 190 , no. 3 ). - P. 1080-1083 . -doi : 10.1006 / bbrc.1993.1159 . —PMID 8382485 .
4. ↑ York JD, Ponder JW, Majerus PW Definición de una familia de proteínas de fosfomonoesterasa inhibida  por Li(+) dependiente de metales basada en una estructura central tridimensional conservada  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : diario. - 1995. - mayo ( vol. 92 , n. 11 ). - Pág. 5149-5153 . -doi : 10.1073/ pnas.92.11.5149 . —PMID 7761465 .
5. ↑ Donahue JL, Bownas JL, Niehaus WG, Larson TJ Purificación y caracterización de la fructosa 1, 6-bisfosfatasa codificada por glpX, una nueva enzima del regulón de glicerol 3-fosfato de Escherichia coli  //  Journal of Bacteriology : diario. - 2000. - Octubre ( vol. 182 , no. 19 ). - Pág. 5624-5627 . doi : 10.1128 / jb.182.19.5624-5627.2000 . —PMID 10986273 .
6. ↑ Stec B., Yang H., Johnson KA, Chen L., Roberts MF MJ0109 es una enzima que es a la vez una inositol monofosfatasa y la fructosa-1,6-bisfosfatasa arcaica 'faltante'   // Nature Structural Biology  : revista. - 2000. - noviembre ( vol. 7 , no. 11 ). - P. 1046-1050 . -doi : 10.1038/ 80968 . —PMID 11062561 .
7. ↑ Rashid N., Imanaka H., Kanai T., Fukui T., Atomi H., Imanaka T. Un nuevo candidato para la verdadera fructosa-1,6-bisfosfatasa en arqueas  // The  Journal of Biological Chemistry  : revista. - 2002. - agosto ( vol. 277 , n. 34 ). - Pág. 30649-30655 . -doi : 10.1074/ jbc.M202868200 . —PMID 12065581 .
8. ↑ Dang* Qun , Van Poelje Paul D. , Erion Mark D. Capítulo 11. El descubrimiento y desarrollo de MB07803, un inhibidor de fructosa-1,6-bisfosfatasa de segunda generación con propiedades farmacocinéticas mejoradas, como tratamiento potencial de la diabetes tipo 2  (inglés)  // Descubrimiento de fármacos. - 2012. - P. 306-323 . — ISBN 9781849734141 . — ISSN 2041-3211 . -doi : 10.1039 / 9781849735322-00306 .
9. ↑ Hofmann, FB y Munchen. "Manual de farmacología experimental: Diabetes - perspectivas en la terapia con medicamentos". Springer-Verlag Berlín Heidelverg 203 (2011). Web.
10. ↑ van Poelje PD , Potter SC , Chandramouli VC , Landau BR , Dang Q. , Erion MD La inhibición de la fructosa 1,6-bisfosfatasa reduce la producción endógena excesiva de glucosa y atenúa la hiperglucemia en ratas grasas diabéticas Zucker.  (Inglés)  // Diabetes. - 2006. - junio ( vol. 55 , no. 6 ). - P. 1747-1754 . -doi : 10.2337 / db05-1443 . —PMID 16731838 .

diccionarios y enciclopedias	Britannica (en línea)

Enzimas
Actividad	centro activo Sitio de unión sustrato tríada catalítica agujero de oxianión Promiscuidad de enzimas enzima catalíticamente perfecta Coenzimas cofactor Catálisis enzimática Cinética enzimática Gráfico de Lineweaver-Burke Ecuación de Michaelis-Menten pseudoenzima
Regulación	Regulación alostérica cooperación Inhibición de enzimas
Clasificación	Código KF superfamilia de proteínas familia de proteínas
Tipos	Oxidorreductasas (EC1) Transferasas (CF2) Hidrolasas (KF3) Enlace ( KF4 ) Isomerasas (KF5) Ligasas (KF6) Translocasas (CF7)

Hidrolasas ( EC 3): esterasas ( EC 3.1)
EC 3.1.1: Hidrolasas de ésteres carboxílicos	Colinesterasa acetilcolinesterasa butirilcolinesterasa pectinesterasa 6-fosfogluconolactonasa PAF acetil hidrolasa Lipasa éter carboxílico gástrico / lingual Pancreático lisosomal sensible a las hormonas endotelial Hepático lipoproteína monoacilglicerol diacilglicerol Fosfolipasa A1 A2 B cutinasa PETasa
EC 3.1.2: Tioesterasas	Palmitoil proteína tioesterasa Ubiquitina carboxi-terminal hidrolasa L1 4-hidroxibenzoil-CoA tioesterasa
EC 3.1.3: Fosfatasas	Fosfatasa alcalina ALPI ALPL ALPP Fosfatasa ácida ( Prostática / Tartrato -resistente / Violeta ) Nucleotidasa Glucosa-6-fosfatasa Fructosa 1,6-bisfosfatasa calcineurina Proteína fosfatasa PP2A OCRL Piruvato deshidrogenasa fosfatasa Fosfofructoquinasa-2 PTEN fitasa β-hélice Inositol fosfato fosfatasa IMPA1 , IMPA2 , IMPA3 Proteína tirosina fosfatasa Proteína serina/treonina fosfatasa Fosfatasa de doble especificidad
EC 3.1.4: Fosfodiesterasas	Autotaxina Fosfolipasa C D esfingomielinasa 1 PDE1 PDE2 PDE3 PDE4A / PDE4B PDE5 Lecitinasa ( toxina alfa de Clostridium perfringens ) Fosfodiesterasa de nucleótidos cíclicos
EC 3.1.6: Sulfatasa	Arilsulfatasa Arilsulfatasa A Arilsulfatasa B Arilsulfatasa E sulfatasa de esteroides Galactosamina-6 sulfatasa Iduronato-2-sulfatasa N-acetilglucosamina-6-sulfatasa
Nucleasas (incluyendo desoxirribonucleasas y ribonucleasas )	EC 3.1.11: Exonucleasas Exodesoxirribonucleasas RecBCD Exoribonucleasas Oligonucleótidosa EC 3.1.21-31: Endonucleasas Endodesoxirribonucleasa Desoxirribonucleasa I Desoxirribonucleasa II Desoxirribonucleasa IV Endonucleasas de restricción Endonucleasa UvrABC Endorribonucleasas ARNasa III ARNasa H 1 2A 2B 2B RNasa P Ribonucleasa pancreática 1 2 3 4/5 ARNasa T1 Complejo de apagado de genes inducido por ARN ya sea desoxi- o ribo-     S1 Nucleasa de frijol mungo Nucleasa de marcescens Nucleasa microcócica

Metabolismo : metabolismo de carbohidratos : enzimas de glucólisis / gluconeogénesis
glucólisis	Hexoquinasa ( HK1 , HK2 , HK3 , Glucoquinasa ) / Glucosa-6-fosfatasa Glucosa isomerasa Fosfofructoquinasa 1 ( hepática , muscular , plaquetaria ) / Fructosa-1,6-bisfosfatasa Fructosa bisfosfato aldolasa ( A , B , C ) triosafosfato isomerasa Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa Fosfoglicerato quinasa Fosfoglicerato mutasa Enolasa Piruvato quinasa ( PKLR , PKM2 )
Solo gluconeogénesis	al oxalacetato : piruvato carboxilasa Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa del lactato ( ciclo de Corey ): lactato deshidrogenasa de alanina ( ciclo de alanina ): Alanina aminotransferasa de glicerina : Glicerolquinasa Glicerol deshidrogenasa
Regulación	Fructosa 6-P,2-quinasa:fructosa-2,6-bisfosfatasa PFKFB1 , PFKFB2 , PFKFB3 , PFKFB4 Bisfosfoglicerato mutasa