Phosphofructokinase-2

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Phosphofructokinase-2 / Fructose-bisphosphatase-2
Dimère de PFKFB1 de foie humain montrant les domaines kinase en bleu et phosphatase en vert (PDB 1K6M)

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)