Fructoquinasa
La Fructoquinasa es una enzima que en los mamíferos se encuentra en el hígado, intestino y corteza adrenal. La Fructoquinasa pertenece a las transferasas según las recomendaciones del Comité de Nomenclatura de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular (NC-IUBMB). Por tanto transfiere grupos funcionales entre sustratos. Es considerada una fosfotransferasa (o kinasa) ya que transfiere un grupo fosfato a su sustrato. La Fructoquinasa específicamente cataliza la transferencia de un grupo fosfato desde el ATP a la fructosa como primera etapa en el metabolismo de la fructosa.
| Fructoquinasa[1] | ||||||
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| Estructuras disponibles | ||||||
| PDB | Buscar ortólogos: PDBe, RCSB Estructuras enzimáticas RCSB PDB, PDBe, PDBsum | |||||
| Identificadores | ||||||
| Nomenclatura | Otros nombres cetohexoquinasa, Fructoquinasa hepática | |||||
| Símbolo | KHK (HGNC: 6315) | |||||
| Identificadores externos | ||||||
| Número EC | 2.7.1.3 | |||||
| Locus | Cr. 2 p23.3-p23.2 | |||||
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| Estructura/Función proteica | ||||||
| Tamaño | 298 (aminoácidos) | |||||
| Ortólogos | ||||||
| Especies | ||||||
| Entrez |
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| UniProt |
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| RefSeq (ARNm) |
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| PubMed (Búsqueda) | ||||||
| PMC (Búsqueda) | ||||||
La enzima de los mamíferos (EC 2.7.1.3), también conocida como Fructoquinasa hepática o cetohexoquinasa, produce como producto fructosa-1-fosfato.
En cambio la enzima de las plantas y bacterias (EC 2.7.1.4) produce como producto fructosa-6-fosfato. Otra enzima parecida es la hexoquinasa de la que se obtiene como producto también fructosa-6-fosfato.
Funciones en los mamíferos
La función principal de la Fructoquinasa en los mamíferos es el metabolismo de la fructosa y su introducción en las rutas metabólicas más importantes como por ejemplo en la glucólisis. La enzima humana requiere potasio para su funcionamiento, es inhibida por el ADP, se presenta como homodímero, es abundante en el hígado, riñones, esófago, bazo y páncreas, y se encuentra en bajos niveles en la corteza adrenal, músculo, cerebro y ojos.[2]
En el hígado humano, se ha descubierto que la Fructoquinasa purificada unida a la aldolasa contribuyen a un mecanismo alternativo para producir oxalato desde el xilitol. La Fructoquinasa y la aldolasa producen glicolaldehído (un precursor del oxalato) a partir de D-xilulosa vía D-xilulosa-1-fosfato.[3]
En las células del hígado de rata (hepatocitos), el GTP también es sustrato de la Fructoquinasa a una velocidad sustancial. En estos hepatocitos aislados, in vivo, cuando la concentración de ATP baja a ≈ 1 milimol el GTP se convierte en un importante sustrato bajo estas condiciones específicas.[4]
Relevancia clínica
La fructosuria o deficiencia hepática en Fructoquinasa es un desorden metabólico raro pero benigno.[5] Los individuos afectados muestran usualmente una alta concentración de fructosa en la sangre después de haber ingerido fructosa, sucrosa o sorbitol.[6] La enfermedad está caracterizada principalmente por la detección a través de análisis de orina de la excreción anormal de fructosa. La Fructoquinasa es necesaria para la síntesis de glucógeno, la forma en que el cuerpo almacena energía. La presencia de fructosa en la sangre y en la orina puede provocar un incorrecto diagnóstico de la diabetes mellitus. Los síntomas que conducen a un diagnóstico eventual de la fructosuria son la deficiencia en Fructoquinasa hepática, levulosuria y deficiencia de cetohexoquinasa.
Funciones en las plantas y bacterias
Se ha caracterizado la Fructoquinasa de diversos organismos como las semillas de los guisantes (Pisum sativum), aguacate (Persera americana), las semillas del maíz (Zea mays) y muchos más.[7]
Específicamente, la Fructoquinasa puede también regular la síntesis del almidón junto a la sucrosa sintasa, que metaboliza primero los "tejidos sumidero" en las plantas como las patatas.[7] También hay dos genes Fructoquinasa divergentes que se expresan diferencialmente y que tienen diferentes propiedades enzimáticas, como los encontrados en los tomates. En los tomates, el ARNm de la Fructoquinasa 1 (Frk 1) es expresado a un nivel constantes durante el desarrollo del fruto. En cambio, el ARNm de la Fructoquinasa 2 (Frk 2) tiene una alta expresión cuando el fruto es joven y decrece durante las últimas etapas de desarrollo del fruto. La Frk 2 tiene más afinidad por la fructosa que la Frk 1 pero la actividad de la Frk 2 es inhibida por altos niveles de fructosa, mientras que la actividad de la Frk 1 no lo es.[7]
En la Sinorhizobium meliloti, una bacteria del suelo, la Fructoquinasa también es usada en el metabolismo del manitol y sorbitol además de en el metabolismo de la fructosa.[8]
Referencias
- . Archivado desde el original el 25 de julio de 2011. Consultado el 1 de noviembre de 2011.
- «Ketohexokinase». Consultado el 1 de noviembre de 2011.
- James HM, Bais R, Edwards JB, Rofe AM, Conyers AJ (febrero de 1982). «Models for the metabolic production of oxalate from xylitol in humans: a role for fructokinase and aldolase». The Australian journal of experimental biology and medical science 60 (Pt 1): 117-22. PMID 6284103. doi:10.1038/icb.1982.11.
- Phillips MI, Davies DR (15 de junio de 1985). «The mechanism of guanosine triphosphate depletion in the liver after a fructose load. The role of fructokinase». Biochem. J. 228 (3): 667-71. PMC 1145036. PMID 2992452.
- WebMD Children's Health - Fructosuria.
- Asipu A, Hayward BE, O'Reilly J, Bonthron DT (septiembre de 2003). «Properties of normal and mutant recombinant human ketohexokinases and implications for the pathogenesis of essential fructosuria». Diabetes 52 (9): 2426-32. PMID 12941785. doi:10.2337/diabetes.52.9.2426.
- ↑ Odanaka S, Bennett AB, Kanayama Y (julio de 2002). «Distinct physiological roles of fructokinase isozymes revealed by gene-specific suppression of Frk1 and Frk2 expression in tomato». Plant Physiol. 129 (3): 1119-26. PMC 166506. PMID 12114566. doi:10.1104/pp.000703.
- Gardiol A, Arias A, Cerveñansky C, Gaggero C, Martínez-Drets G (octubre de 1980). «Biochemical characterization of a fructokinase mutant of Rhizobium meliloti». J. Bacteriol. 144 (1): 12-6. PMC 294576. PMID 6252186.