Autores: Rodríguez R., Rojas V., Rosales K., Sánchez I., Silva R.

Escuela de Medicina “Luis Razetti”

Facultad de Medicina

Universidad Central de Venezuela

La FOSFOFRUCTOQUINASA-1 (PFK-1, EC 2.7.1.11), es una enzima alostérica compuesta por cuatro subunidades, regulada

por varios activadores e inhibidores, cuya función es catalizar la fosforilación de la fructosa-6-fosfato con requerimiento de una

molécula de ATP para formar fructosa 1,6-bisfosfato y ADP, reacción limitante de la vía glicolítica.

INTRODUCCIÓN

CONTENIDO En mamíferos se han descrito tres isoenzimas codificadas por tres genes localizados en

cromosomas diferentes:

La muscular, PFK-1M o PFK-1A, (localizada en el cromosoma 12q13).

La hepática, PFK-1L o PFK-1B, (en el cromosoma 21q22.3).

La plaquetaria, PFK-1P o PFK-1C (en el cromosoma 10p15.2-p15.3).

Los productos de estos tres genes se pueden combinar para formar tanto homotetrámeros

como heterotetrámeros que son la forma activa de la enzima.

Los principales activadores alostéricos biológicos de la actividad de la PFK-1 son: el ADP,

AMP y la fructosa-2,6-bifosfato. Por otro lado, el ATP, el citrato y el pH ácido actúan como

inhibidores de la actividad de la enzima.

El ATP es sustrato de la enzima y uno de los productos finales de la glicólisis. Cuando hay

gran cantidad de energía en la célula, no se requiere de una ruta metabólica activa que produzca

ATP porque existe suficiente como para satisfacer sus requerimientos. Este incremento de las

concentraciones de ATP en la célula producen una inhibición alostérica de la PFK-1 debido a que

el ATP se fija al sitio alostérico de la enzima y hace disminuir su afinidad por la fructosa-6-fosfato.

Por otro lado, como el Ciclo de Krebs está funcionando de manera adecuada y por ende

formando estas altas cantidades de ATP, trae como consecuencia que el citrato, uno de sus

intermediarios y clave en la oxidación aeróbica del piruvato, ácidos grasos y aminoácidos, sirva,

además, como un regulador alostérico negativo de la PFK-1.

El ADP y AMP actúan alostéricamente para aliviar ésta inhibición, es decir, poseen la

capacidad de revertir ésta inhibición, activando la PFK-1 y, por tanto, aumentando el flujo glicolítico.

Por su parte, durante el metabolismo anaeróbico del músculo, la concentración de ácido

láctico incrementa. Consecuentemente, durante un ejercicio intenso, el pH intracelular disminuye

con el consiguiente peligro de provocar disfunción celular. Para evitar esta situación, la PFK-1 se

inhibe por elevadas concentraciones de protones, disminuyendo así el flujo glicolítico y la

producción de ácido láctico.

Ahora bien, el regulador más significativo de la PFK-1 es la fructosa-2,6-bifosfato. Se trata de

un regulador hormonal de la glucólisis y de la neoglucogénesis y actúa como un efector alostérico

de la PFK-1 y Fructosa-1,6-bifosfatasa. La fructosa-2,6-bifosfato se forma a partir de fructosa 6-

fosfato. Esta reacción es catalizada por la fosfofructoquinasa II (PFK-2) y es degradada por la

fructosa-2,6-bifosfatasa, los dos dominios de la enzima dual. Esta enzima es desfosforilada y

fosforilada por la acción de hormonas como la insulina y el glucagon, respectivamente.

Finalmente, como la fructosa-2,6-bifosfato se una a un sitio alostérico de la PFK-1, aumenta

la afinidad de la enzima por la fructosa-6-fosfato y reduce la afinidad por los inhibidores alostéricos:

ATP y citrato. La fructosa-2,6-bifosfato activa la PFK-1 con lo que estimula la glicólisis al mismo

tiempo que inhibe la fructosa-1,6-bifosfatasa y desfavorece la neoglucogénesis.

Cecilia. (2011). Regulación coordinada de la glucólisis y

gluconeogénesis. [Artículo en línea]. Consultado en:

http://bioquimizate.blogspot.com/2011/06/regulacion-

coordinada-de-la-glucolisis.html

García, M. (2006). Generación de un ratón deficiente en 6-

fosfofructo-1-quinasa muscular: un modelo de glucogenosis tipo

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http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/3565/mgm1de1.pdf;j

sessionid=1AB1F01C3661A5525A14B9B295ACCCB9.tdx2?s

equence=j1

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http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3534962/

CONCLUSIONES

Actividad de la PFK-1 en presencia de ATP. Imagen tomada de: http://www.manualmoderno.com

Regulación coordinada entre la PFK-1 y Fructosa-1,6-BPasa. Imagen tomada y

modificada de: http://www2.uah.es/tejedor_bio/bioquimica_Farmacia/tema18.htm

Glicólisis

Neoglucogénesis

1. La actividad inhibitoria del citrato es completamente anulada si

se altera un solo residuo de alguno de los aminoácidos que

conforman el sitio de unión alostérico para el mismo.

2. La glucosilación de la PFK-1 por una B-N-acetilglucosamina (en

experimento se realizó en la serina 529 de la PFK-1) inhibe la

actividad de la enzima y desvía el flujo de glucosa a la vía de las

pentosas fosfato.

3. La deficiencia de la PFK-1 se traduce en una enfermedad

conocida como enfermedad de Tarui o glucogenosis tipo VII,

asociada a la acumulación de glucógeno por deficiencia en la

utilización de glucosa en músculo.

4. En pacientes con síndrome de Down se ha descrito una

sobreexpresión de la isoenzima hepática, ya que ésta se

encuentra codificada en el cromosoma 21.

5. La distribución celular alterada de la actividad de la PFK-1 en

tejido de cáncer de mama humano puede estar asociada con

un aumento en el flujo glicolítico, que a su vez está fuertemente

asociada con el proceso de la carcinogénesis y la progresión

del tumor.

BIBLIOGRAFÍA