| Fructose-2,6-bisphosphat | |
|---|---|
| Generel | |
| Forkortelser | Fr-2,6-F; Fru-2,6 - P2 |
| Chem. formel | C6H14O12P2 _ _ _ _ _ _ _ |
| Fysiske egenskaber | |
| Stat | solid |
| Molar masse | 340,116 g/ mol |
| Massefylde | 2,06 g/cm³ |
| Termiske egenskaber | |
| Temperatur | |
| • kogning | 760,3°C |
| • tænding | 413,6°C |
| Damptryk | 1.11E-26mmHg Kunst. ved 25°C |
| Optiske egenskaber | |
| Brydningsindeks | 1.609 |
| Klassifikation | |
| Reg. CAS nummer | 79082-92-1 |
| PubChem | 105021 |
| SMIL | O=P(O)(O)OC[C@H]1O[C@](CO)(COP(O)(O)=O)[C@H](O)[C@@H] 1O |
| InChI | InChI=1S/C6H14O12P2/c7-2-6(18-20(13.14)15)5(9)4(8)3(17-6)1-16-19(10.11)12/h3- 5,7- 9H,1-2H2,(H2,10,11,12)(H2,13,14,15)/t3-,4-,5+,6+/m1/s1YXWOAJXNVLXPMU-ZXXMMSQZSA-N |
| CHEBI | 28602 |
| ChemSpider | 21106440 |
| Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet. | |
| Mediefiler på Wikimedia Commons | |
Fructose-2,6-bisphosphat [1] ( fructose-2,6-diphosphat , Fr-2,6-F , Fru-2,6- P2 ) er et regulatorisk molekyle af alle eukaryoter , som allosterisk påvirker aktiviteten af phosphofructokinase 1 -enzymer (FFK-1) og fructose-1,6-bisphosphatase (FBPase-1). Forstærker glykolyse og hæmmer glukoneogenese [2] . Det er en ester af phosphorsyre og fructose .
Hos planter og dyr udføres syntesen og nedbrydningen af Fr-2,6-P af phosphofructokinase-2 /fructose-2,6-bisphosphatase (FFK-2/FBF-2), et bifunktionelt enzym med to aktive centre [ 3] . Fr-2,6-P dannes ved phosphorylering af fructose-6-phosphat ved hjælp af et ATP -molekyle , og som et resultat af nedbrydning nedbrydes det til fructose-6-phosphat og F n [4] [5] .
Fructose-2,6-bisphosphat blev opdaget 71 år efter Young isolerede den første dobbeltester af fructose og fosforsyre fra gær i Gardens laboratorium , som senere blev identificeret som fructose-1,6-bisphosphat [6] . I 1979 rapporterede fire grupper af forskere, at i hepatocytter , der blev inkuberet i nærvær af hormonet glucagon , var der et fald i aktiviteten af enzymet phosphofructokinase-1 . I 1980 viste Emily Van Schaftingen og kolleger [7] , at denne effekt forsvinder efter gelfiltrering eller enzymoprensning. Yderligere viste de, at en stigning i aktiviteten af phosphofructokinase-1 kan opnås blot ved at tilføje en fraktion med lav molekylvægt opnået efter ultracentrifugering af leverekstrakten til hepatocytter . Det lavmolekylære stimulerende middel isoleret fra denne fraktion blev identificeret af forskere som fructose-2,6-bisphosphat [8] .
Fructose-2,6-bisphosphat stimulerer nedbrydningen af glukose ved allosterisk aktivering af phosphofructokinase 1. For eksempel i leveren aktiverer en høj koncentration af Fr-2,6-P FFK-1, hvilket øger dets affinitet for fructose-6-phosphat og reducerer dets affinitet for dets direkte hæmmere: ATP og citrat . I sin fysiologiske koncentration er FFK-1 næsten fuldstændig inaktiv, men interaktionen med Fr-2,6-P omdanner enzymet til en aktiv form og stimulerer glykolyse [2] . Desuden hæmmer fructose-2,6-bisphosphat fructose-1,6-bisphosphatase, hvilket forhindrer nedbrydningen af det resulterende fructose-1,6-bisphosphat. Fr-2,6-F tillader således ikke glykolyse og gluconeogenese at forløbe samtidigt, hvilket kan føre til en ubrugelig cyklus, hvor glucose uendeligt ville blive til pyruvat og derefter tilbage til glucose .
Niveauet af Fr-2,6-F i cellen styres gennem reguleringen af dets syntese og nedbrydning af FFK-2/FBPase-2-enzymet. Hovedrollen i denne proces spilles af hormonerne insulin , glucagon og adrenalin , som virker på enzymet gennem fosforylering /dephosphorylering. Således aktiverer glucagon leveradenylatcyclase og udløser syntesen af cAMP , som igen aktiverer cAMP-afhængig proteinkinase. Denne kinase phosphorylerer FFK-2/PBPase-2 ved den N-terminale serinrest , hvilket stimulerer fructose-2,6-bisphosphatase-aktivitet og hæmmer dets arbejde som phosphofructokinase-2. Der er et fald i niveauet af Fr-2,6-F i cellen. Under betingelser med lave niveauer af Fr-2,6-P undertrykkes glykolyse, mens glukoneogenesen tværtimod forstærkes. Insulin starter den omvendte proces. Med en stigning i dens koncentration opstår et fald i niveauet af cAMP, som igen aktiverer proteinphosphatase , som dephosphorylerer FFK-2 / FBPase-2, aktiverer phosphofructokinase-2 og undertrykker fructose-2,6-bisphosphatase-aktivitet. En stigning i niveauet af Fr-2,6-P aktiverer således FFK-1-enzymet og stimulerer glykolyse, hvilket hæmmer gluconeogenese [4] [9] [10] .
Generelt er virkningen af fructose-2,6-bisphosphat i svampe den samme som hos dyr: en stigning i dets koncentration stimulerer glykolyse og hæmmer gluconeogenese . I nogle svampe er enzymet, der er ansvarligt for syntesen af Fr-2,6-P, ikke følsomt over for niveauerne af cAMP og ATP . I stedet reguleres FPA-2/FBF-2 af niveauet af hovedsubstratet, fructose-6-phosphat , og den samlede mængde kulstofkilde [11] [12] . Tværtimod har en anden del af svampe, inklusive gær , en cAMP-afhængig vej til regulering af FFK-2/FBF-2, og dens phosphofructokinase-aktivitet undertrykkes af høje niveauer af ATP [13] [14] . Generelt er det umuligt at udpege nogen fælles mekanisme til regulering af niveauet af Fr-2,6-P for alle svampe. Mest sandsynligt afhænger det stærkt af dens livsstil og den økologiske niche besat af svampen.
I planter , i modsætning til dyr , virker fructose-2,6-phosphat ikke på ATP-afhængig phosphofructokinase 1, men stimulerer klart pyrophosphat - afhængig phosphofructokinase, som phosphorylerer fructose-6-phosphat ved hjælp af uorganisk pyrophosphats phosphat [5] . Fr-2,6-P spiller en vigtig rolle i reguleringen af triosephosphatniveauer, slutproduktet af Calvin-cyklussen . Det hæmmer dannelsen af fructose-6-phosphat, det vigtigste substrat for syntesen af saccharose . Ved intensiv fotosyntese er der en konstant dannelse af triosephosphater ( glyceraldehyd-3-phosphat og 3-phosphoglycerat ), som allosterisk interagerer med FFK-2/FBPase-2 og hæmmer syntesen af fructose-2,6-bisphosphat, hvilket stimulerer dannelsen af saccharose. Fr-2,6-F begynder at blive syntetiseret i mørke, når processerne med fotosyntese og dannelsen af triosefosfater ikke finder sted. I planter aktiveres denne proces allosterisk af uorganisk fosfat og fructose-6-fosfat [16] . Syntesen af det regulatoriske molekyle på en kompleks måde afhænger således af forholdet mellem C6 / C3 - sukkere i plantecellen . Dette forhold vil blive aktivt påvirket af intensiteten af saccharosesyntese og transport til chloroplaster Fn i bytte for triosephosphat [15] .