Phosphofructokinase-2

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Phosphofructokinase-2 / Fructose-bisphosphatase-2
Image illustrative de l'article Phosphofructokinase-2
Dimère de PFKFB1 de foie humain montrant les domaines kinase en bleu et phosphatase en vert (PDB 1K6M)
Caractéristiques générales
Nom approuvé 6-Phosphofructo-2-kinase / fructose-2,6-biphosphatase 2
Symbole PFKFB
N° EC 2.7.1.105+3.1.3.46
Gène PFKFB1
Homo sapiens
Locus Xp11.21
Masse moléculaire 54 681 Da[1]
Nombre de résidus 471 acides aminés[1]

Liens accessibles depuis GeneCards et HUGO.

Gène PFKFB2
Homo sapiens
Locus 1q32.1
Masse moléculaire 58 477 Da[1]
Nombre de résidus 505 acides aminés[1]

Liens accessibles depuis GeneCards et HUGO.

Gène PFKFB3
Homo sapiens
Locus 10p15.1
Masse moléculaire 59 609 Da[1]
Nombre de résidus 520 acides aminés[1]

Liens accessibles depuis GeneCards et HUGO.

Gène PFKFB4
Homo sapiens
Locus 3p21.31
Masse moléculaire 54 040 Da[1]
Nombre de résidus 469 acides aminés[1]

Liens accessibles depuis GeneCards et HUGO.

La phosphofructokinase-2 (PFK-2) ou fructose-bisphosphatase-2 (FBPase-2) est une enzyme bifonctionnelle, dotée à la fois d'une activité kinase et d'une activité phosphatase, qui catalyse les réactions :

kinase : ATP + β-D-fructose-6-phosphateADP + β-D-fructose-2,6-bisphosphate ;
phosphatase :   β-D-fructose-2,6-bisphosphate + H2OD-fructose 6-phosphate + Pi.

Chez l'homme, il en existe plusieurs isoformes, dont une codée par le gène PFKFB3, situé sur le chromosome 10 a été. Elle participe à la régulation de la phosphofructokinase-1, laquelle intervient à la 3e étape de la glycolyse pour convertir le fructose-6-phosphate en fructose-1,6-bisphosphate, et joue par conséquent un rôle déterminant dans la vitesse de la glycolyse et de la gluconéogenèse.

Il s'agit d'un dimère de deux sous-unités identiques de 55 kDa chacune. Ces sous-unités possèdent chacune un domaine kinase et un domaine phosphatase. La phosphorylation du résidu de sérine-32 favorise l'activité phosphatase, tandis que l'absence de phosphorylation de ce résidu favorise l'activité kinase[2]. Le demaine PFK2 est étroitement apparenté à la superfamille des protéines de liaison aux mononucléotides tels que l'adénylate cyclase, tandis que le domaine FBPase2 est apparenté à la même famille de protéines que les phosphoglycérate mutases.

6-Phosphofructo-2-kinase
Description de cette image, également commentée ci-après

Mutant H256A de PFK-2/FBPase-2 (Rattus norvegicus, PDB 2BIF[3])

Domaine protéique
Pfam PF01591
InterPro IPR013079
PROSITE PDOC00158
SCOP 1bif
SUPERFAMILY 1bif

Fonction[modifier | modifier le code]

La PFK-2/FBPase-2 possède une double activité enzymatique antagoniste, à savoir une activité kinase catalysant la phosphorylation du D-fructose-6-phosphate (Fru-6-P) en D-fructose-2,6-bisphosphate (Fru-2,6-BP) par l'ATP, et une activité phosphatase catalysant l'hydrolyse du Fru-2,6-BP en Fru-6-P et Pi :

Activités kinase à gauche et phosphatase à droite de la PFK-2/FBPase-2.

Le D-fructose-2,6-bisphosphate est un activateur allostérique de la phosphofructokinase-1 (PFK-1), ce qui a pour effet de stimuler la glycolyse et de faire chuter le taux de glucose dans le cytoplasme.

Structure et régulation[modifier | modifier le code]

La PFK-2/FBPase-2 est un homodimère de deux sous-unités de 55 kDa chacune arrangées en tête-à-tête pour former d'un côté un domaine phosphatase et de l'autre un domaine kinase, ce dernier du côté N-terminal des deux chaînes polypeptidiques. La sérine-32 de ces chaînes peut être phosphorylée, ce qui modifie la conformation de la protéine favorisant l'activité phosphatase FBPase-2 ; lorsque la Ser-32 n'est pas phosphorylée, c'est au contraire l'activité kinase PFK-2 qui est favorisée.

  • L'enzyme est au contraire déphosphorylée sous l'effet de la protéine-phosphatase-1 (PP1), elle-même activée par le D-fructose-6-phosphate, dont le taux augmente en même temps que celui du glucose : l'activité kinase PFK-2 convertit le D-fructose-6-phosphate en D-fructose-2,6-bisphosphate, ce qui réactive la phosphofructokinase-1, et donc la glycolyse.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d, e, f, g et h Les valeurs de la masse et du nombre de résidus indiquées ici sont celles du précurseur protéique issu de la traduction du gène, avant modifications post-traductionnelles, et peuvent différer significativement des valeurs correspondantes pour la protéine fonctionnelle.
  2. (en) I. J. Kurland, M. R. el-Maghrabi, J. J. Correia et S. J. Pilkis, « Rat liver 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase. Properties of phospho- and dephospho- forms and of two mutants in which Ser32 has been changed by site-directed mutagenesis », Journal of Biological Chemistry, vol. 267, no 7,‎ , p. 4416-4423 (PMID 1339450, lire en ligne)
  3. (en) Mi H. Yuen, Hiroyuki Mizuguchi, Yong-Hwan Lee, Paul F. Cook, Kosaku Uyeda et Charles A. Hasemann, « Crystal structure of the H256A mutant of rat testis fructose-6-phosphate,2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase. Fructose 6-phosphate in the active site leads to mechanisms for both mutant and wild type bisphosphatase activities. », Journal of Biological Chemistry, vol. 274, no 4,‎ , p. 2176-2184 (PMID 9890980, DOI 10.1074/jbc.274.4.2176, lire en ligne)