Het belangrijkste verschil tussen PFK-1 en PFK-2 is dat PFK-1 de omzetting van fructose-6-fosfaat en ATP in fructose 1, 6-bisfosfaat en ADP katalyseert, terwijl PFK-2 de synthese van fructose 2 katalyseert, 6-bisfosfaat uit fructose 6-fosfaat.
Phosphofructokinase-1 (PFK-1) en phosphofructokinase-2 (PFK-2) zijn twee enzymen. PFK-1 is een glycolytisch enzym dat de reactie van fructose-6-fosfaat katalyseert en omzet in fructose-1,6-bisfosfaat. Het is de snelheidsbeperkende stap van glycolyse. Wanneer de glucosespiegel hoog is en het nodig is om de glycolyse te reguleren, katalyseert PFK-2 de synthese van fructose 2,6-bisfosfaat uit fructose-6-fosfaat. Fructose 2, 6-bisfosfaat is een krachtige allosterische activator van PFK-1 om de afbraak van glucose te verbeteren. PFK-2 is geen glycolytisch enzym. Maar zowel PFK-1 als PFK-2 werken op hetzelfde substraat.
Wat is PFK-1?
PFK-1 is het eerste toegewijde enzym in glycolyse. In feite is het het snelheidsbeperkende enzym van glycolyse. Het katalyseert de omzetting van fructose-6-fosfaat in fructose-1,6-bisfosfaat. PFK-1 gebruikt ATP voor deze reactie. Daarom wordt PFK-1 beïnvloed door de ATP-concentratie. De remming van PFK-1 door ATP maakt deel uit van de negatieve feedbacklus die de glycolyseflux onder aerobe toestand reguleert. Anders dan door ATP, wordt de activiteit van PFK-1 gereguleerd door verschillende andere moleculen, waaronder fructose 2, 6-bisfosfaat, AMP en citraat.
Figuur 01: PFK-1
Fructose 2, 6-bisfosfaat is een krachtige allosterische activator van PFK-1. Onder fysiologische omstandigheden blijft PFK-1 inactief. Wanneer het interageert met fructose 2, 6-bisfosaat, wordt het actief en stimuleert het de glycolytische route om de glucose-afbraak te verhogen. Flux in de richting van glycolyse wordt sterk verhoogd door fructose 2,6-bisfosfaat vanwege zijn vermogen tot allosterische activering van PFK-1. Op een vergelijkbare manier werkt AMP ook als een allosterische effector om PFK-1 te activeren. Citraat daarentegen werkt als een allosterische remmer van PFK1. Magnesium fungeert als co-factor voor PFK-1.
Wat is PFK-2?
Fructose 2, 6-bisfosfaat is een metaboliet die glycolyse en gluconeogenese reguleert. PFK-2 of fosfofructokinase-2 is het enzym dat de synthese van fructose 2,6-bisfosfaat uit fructose-6-fosfaat katalyseert. Net als PFK-1 werkt PFK-2 op hetzelfde substraat. In tegenstelling tot PFK-1 wordt de PFK-2-activiteit echter niet beïnvloed door de ATP-concentratie. Fosfoenolpyruvaat en citraat kunnen dit enzym remmen, terwijl anorganisch orthofosfaat de werking van PFK-2 kan stimuleren.
Figuur 02: PFK-2
Structureel bestaat PFK-2 met fructose-2, 6-bisfosfatase als een bifunctioneel enzym, afgekort als PFK-2/FBPase-2. PFK-2 fosforyleert fructose-6-fosfaat met behulp van ATP. Aan de andere kant defosforyleert FBPase-2 fructose 2, 6-bisfosfaat om fructose 6-fosfaat en Pi te produceren. Daarom heeft PFK-2 zowel kinase- als fosfatase-activiteiten. Wanneer de glucosespiegel hoog is, verhoogt insuline de kinase-activiteit van het PFK-2-enzym om de verhoogde synthese van fructose 2,6-bisfosfaat te stimuleren. Het stimuleert de glycolyse door de activering van PFK-1 door fructose 2,6-bisfosfaat. Wanneer daarentegen de fosfataseactiviteit van PFK-2 tot expressie wordt gebracht, breekt het fructose 2,6-bisfosfaat terug in fructose-6-fosfaat, waardoor gluconeogenese wordt gestimuleerd en glycolyse wordt geremd.
Wat zijn de overeenkomsten tussen PFK1 en PFK-2?
- PFK-1 en PFK-2 zijn twee enzymen.
- Het substraat van de PFK-1- en PFK-2-enzymen is hetzelfde: fructose-6-fosfaat.
- Beide enzymen zijn belangrijk bij de regulatie van glycolyse.
- De reacties die door beide enzymen worden gekatalyseerd, leveren ADP op uit ATP.
- Citraat kan beide enzymen remmen.
Wat is het verschil tussen PFK-1 en PFK-2?
PFK-1 katalyseert de omzetting van fructose-6-fosfaat in fructose-1,6-bisfosfaat. Daarentegen katalyseert PFK-2 de omzetting van fructose-6-fosfaat in fructose-2,6-bisfosfaat. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen PFK1 en PFK-2. In tegenstelling tot PFK-1 heeft PFK-2 zowel kinase- als fosfatase-activiteit; daarom is het een bifunctioneel enzym. Bovendien is fructose 2,6-bisfosfaat een krachtige allosterische activator van PFK-1, terwijl PFK-2 de synthese van fructose 2,6-bisfosfaat katalyseert. Dit is dus een ander verschil tussen PFK-1 en PFK-2. Het belangrijkste is dat PFK-1-activiteit wordt beïnvloed door ATP, terwijl PFK-2-activiteit niet wordt beïnvloed door ATP-concentratie.
De volgende infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen PFK-1 en PFK-2 in tabelvorm om ze naast elkaar te kunnen vergelijken.
Samenvatting – PFK-1 vs PFK-2
PFK-1 katalyseert de omzetting van fructose-6-fosfaat en ATP in fructose 1, 6-bisfosfaat en ADP. PFK-2 katalyseert de synthese van fructose-2,6-fosfaat uit fructose-6-fosfaat. PFK-1-activiteit wordt beïnvloed door de ATP-concentratie. Daarentegen wordt PFK-2 niet beïnvloed door de ATP-concentratie. Het belangrijkste is dat PFK-2 zowel kinase- als fosfatase-activiteiten heeft; daarom is het een bifunctioneel enzym. PFK-1 is geen bifunctioneel enzym. Bovendien is PFK-1 een snelheidsbeperkend enzym van glycolyse, terwijl PFK-2 niet als een glycolytisch enzym wordt beschouwd. Dit is dus de samenvatting van het verschil tussen PFK-1 en PFK-2.
