磷酸果糖激酶 综述
6_磷酸果糖激酶_2_果糖双磷酸酶_2是一种重要的代谢信号酶
— —— —— —— —— —— 收稿日期： ２００５－ １１－ ０１ 广西医科大学校内基金 作者简介： 陶 萍 （１９８０—），女，硕士生，Ｅ－ ｍａｉｌ：ｔａｏｐｉｎｇ－
８０２６＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ； 吴耀生 （１９５８—），女，硕士，教授，研究生导 师，联系作者，Ｅ－ ｍａｉｌ：ｗｕｙａｏｓｈｅｎｇ０３＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
●Ｒｅ ｃｅ ｎｔ Ｐ ｒｏｇｒｅ ｓ ｓ ｅ ｓ
· １１０ · 文章编号：１０００－ １３３６（２００６）０２－ ０１１０－ ０４
《生命的化学》２００６ 年 ２６ 卷 ２ 期 ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ＯＦ ＬＩＦＥ ２００６， ２６（２）
●Ｒｅ ｃｅ ｎｔ Ｐ ｒｏｇｒｅ ｓ ｓ ｅ ｓ
６－ 磷酸果糖激酶－ ２／果糖双磷Байду номын сангаас酶－ ２ 是一种重要的代谢信号酶
比（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ）和模拟实验，通过定向诱变 研究大量的氨基酸残基发现，ＰＦＫ－ ２ 结构域与腺 苷激酶有相似性，而 ＦＢＰａｓｅ－ ２ 亚基的结构域所 包含的序列、力学和结构因素则与组氨酸磷酸酶 家族很相似。ＰＦＫ－ ２／ＦＢＰａｓｅ－ ２ 是一个二聚体，包 括两个结构域：主要的 α／β域和一小的结构域。 从小角度的 Ｘ 射线散射实验数据显示，与 ６－ 磷酸 葡萄糖结合可以使 ＰＦＫ－ ２／ＦＢＰａｓｅ－ ２ 产生一个更 为紧凑的结构；在变构位点接合 Ｍｇ ＡＴＰ 可以使 其转变为四聚体形式并引起三级结构的改变 。 ［１，２］ 在同型二聚体结构中，２ 个 ＰＦＫ－ ２ 结构域是以头 对头的形式连接在一块，而 ＦＢＰａｓｅ－ ２ 基本是独 立的，仅仅有一个盐桥相连。ＰＦＫ－ ２ 结构域由 ７ 个 α螺旋缠绕的 ６ 股 β折叠构成［３］。从一些细菌 中发现，焦磷酸依赖的 ＰＦＫ－ ２／ＦＢＰａｓｅ－ ２ 也是以 二聚体形式存在的［４，５］。
莱茵衣藻磷酸果糖激酶RNAi载体构建及其对莱茵衣藻油脂积累的影响
莱茵衣藻磷酸果糖激酶RNAi载体构建及其对莱茵衣藻油脂积累的影响李兴涵;费小雯;邓晓东【摘要】为研究磷酸果糖激酶(PFK2)对微藻油脂积累的影响,克隆了莱茵衣藻磷酸果糖激酶同源基因CrPFK2,构建CrPFK2 RNAi干涉载体并转化莱茵衣藻.通过测定转基因藻在HSM培养下的生物量和油脂含量的结果发现,CrPFK2 RNAi转基因藻株在HSM培养基中生长加快,油脂含量下降了17.03％～21.48％,说明CrPFK2基因表达的降低与藻细胞油脂含量减少成正相关.CrPFK2通过改变光合碳流的多少间接调控藻细胞油脂的合成.该结果为CrPFK2基因应用于微藻油脂的遗传改良将起到重要作用.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2014(041)010【总页数】5页(P155-159)【关键词】莱茵衣藻;磷酸果糖激酶;RNAi;油脂含量【作者】李兴涵;费小雯;邓晓东【作者单位】海南大学农学院,海南海口571101;中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海南海口571101;海南医学院理学院,海南海口 571101;中国热带农业科学院热带生物技术研究所,海南海口571101【正文语种】中文【中图分类】Q945随着化石能源的日益减少、环境污染的日益严重，寻找可再生、清洁无污染的绿色替代能源成为了各国学者的关注[1]。
生物柴油是一种优质清洁燃料，可从各种生物质提炼，因此可以说是取之不尽、用之不竭的能源，在资源日益枯竭的今天，有望取代石油成为替代燃料。
微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富，光合利用率高的自养生物。
微藻在生产生物柴油方面具有光合效率高、生产周期短、环境适应能力强和生物产量高等优点，是制备生物柴油的良好材料[2-3]。
莱茵衣藻诱导中性脂合成的逆境形式主要包括缺氮、缺硫、缺磷、缺铁、温度升高及pH值升高等，其中缺氮诱导中性脂积累最为显著[4]。
我们通过研究缺氮条件下莱茵衣藻进行数字基因表达谱（DigitalGene Expression Profiling，DGE）分析[5]，发现磷酸果糖激酶的表达量相对正常培养变化非常明显。
第十一章 糖类代谢--王镜岩《生物化学》第三版笔记(完美打印版)
反应放能，在生理条件下不可逆（K大于300）。由己糖激酶或葡萄糖激酶催化，需要Mg2+或Mn2+。己糖激酶可作用于D-葡萄糖、果糖和甘露糖，是糖酵解过程中的第一个调节酶，受6-磷酸葡萄糖的别构抑制。有三种同工酶。葡萄糖激酶存在于肝脏中，只作用于葡萄糖，不受6-磷酸葡萄糖的别构抑制肌肉的己糖激酶Km=0.1mM，肝脏的葡萄糖激酶Km=10mM，平时细胞中的葡萄糖浓度时5mM，只有进后葡萄糖激酶才活跃，合成糖原，降低血糖浓度，葡萄糖激酶是诱导酶，胰岛素可诱导它的合成。6-磷酸葡萄糖也可由糖原合成，由糖原磷酸化酶催化，生成1-磷酸葡萄糖，在磷酸葡萄糖变位酶的催化下生成6-磷酸葡萄糖。此途径少消耗1个ATP。6-磷酸葡萄糖由葡萄糖6-磷酸酶催化水解，此酶存在于肝脏和肾脏中，肌肉中没有。
三、能量变化
C6H12O6+2Pi+2ADP+2NAD+=2C3H4O3+2ATP+2NADH+2H++2H2O
有氧时2个NADH经呼吸链可产生6个ATP，共产生8个ATP；无氧时生成乳酸，只有2个ATP。在骨骼肌和脑组织中，NADH进入线粒体要经过甘油磷酸穿梭系统，在细胞质中由3-磷酸甘油脱氢酶催化，将磷酸二羟丙酮还原生成3-磷酸甘油，进入线粒体后再氧化生成磷酸二羟丙酮，返回细胞质。因为其辅酶是FAD，所以生成FADH2，只产生2个ATP。这样其还原当量（2H++2e）被带入线粒体，生成FADH2，进入呼吸链，结果共生成6个ATP。
二、糖的消化和吸收
（一）消化
淀粉是动物的主要糖类来源，直链淀粉由300-400个葡萄糖构成，支链淀粉由上千个葡萄糖构成，每24-30个残基中有一个分支。糖类只有消化成单糖以后才能被吸收。
磷酸果糖激酶 综述
磷酸果糖激酶研究进展生科0901 冯阳2009304200608摘要：作为糖酵解过程中的三个关键酶之一，磷酸果糖激酶掌握着糖酵解开始的钥匙。
对于磷酸果糖激酶的研究和应用主要在于对于糖尿病的治疗，磷酸果糖激酶的变构效应的研究，磷酸果糖激酶在糖酵解中的地位等等。
本文就磷酸果糖激酶的研究进展进行综述。
关键词：磷酸果糖激酶柠檬酸结合位点进化乳酸一．磷酸果糖激酶简介名称：磷酸果糖激酶（fructose-1,6-bisphosphate）催化反应：果糖-6-磷酸+A TP→果糖-1,6-二磷酸辅助因子：Mg2+催化机制：镁离子将ATP外侧的两个磷酸基团作用，使磷原子更容易接受孤对电子的亲和进攻，使两个磷原子之间的氧桥所共用的电子对向氧原子一方转移，ATP的磷酸集团有利于氧桥断裂，并与果糖-6-磷酸分子结合，生成果糖-1,6-二磷酸。
立体结构：每个PFK单体可以分为两个结构域，1和2。
它们的空间位置可以用坐标系表示，结构域1从氨基酸的末端开始，包括五个折叠区域和五个螺旋区域。
一个蛋白质单体在两个结构域中反复折叠。
两个结构域自身都紧密装配，相互之间接触比较松散，形成一个深的裂缝。
PFK的四个亚基中的每一个亚基都与其他两个亚基紧密接触，与第三个亚基的接触比较松散。
每两个亚基形成一个超结构，而这样一个超结构与PFK的整体结构非常相似，因此，PFK在发展过程中保持了较为稳定的空间构象。
二．磷酸果糖激酶中柠檬酸结合位点的进化磷酸果糖激酶是依靠复杂方式来控制糖酵解，变构调节是调节催化作用的一种手段。
对原核生物和真核生物的PFK进行序列分析表明，磷酸果糖激酶在两种不同的物种内的分歧是通过副本的变化和原核生物基因序列的变化引起的。
原核生物的磷酸果糖激酶的是真核生物的激酶大小的1/2，并且真核生物的磷酸果糖激酶的调控措施要远远多于原核生物。
在真核生物的磷酸果糖激酶中总共发现了六个关于酶活性的结合位点，催化ATP 和果糖-6-磷酸的结合位点，激活剂结合位点，腺嘌呤核苷酸和果糖-1,6-二磷酸结合位点，以及ATP和柠檬酸盐的抑制性结合位点。
hif-1α_糖酵解途径_理论说明以及概述
hif-1α糖酵解途径理论说明以及概述1. 引言1.1 概述在细胞的代谢过程中，糖酵解途径是一种重要的能量供应方式。
而hif-1α(hypoxia-inducible factor 1 alpha)作为一个主要的转录因子，在糖酵解途径中发挥着关键的调节作用。
本文将就hif-1α与糖酵解途径之间的关系展开详细探讨。
1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行讲述。
首先是引言部分，对文章进行概述，并介绍整篇文章的结构安排。
然后是第二部分，对hif-1α的作用和功能进行介绍。
接下来，第三部分将详细阐述糖酵解途径的基本原理与过程。
随后，第四部分将重点探讨hif-1α在糖酵解途径中的调控机制以及影响因素。
最后，我们将在第五部分总结hif-1α与糖酵解之间紧密的关系，并展望未来可能的研究方向。
1.3 目的本文旨在通过对hif-1α和糖酵解途径相关知识的阐述和归纳，探究hif-1α在糖酵解途径中的具体作用以及其调控机制。
希望通过本文的阐述，能够加深对hif-1α与糖酵解之间关系的理解，并为进一步研究提供启示和指导。
以上是关于“1. 引言”部分的详细内容描述，介绍了文章的概要、结构安排和主要目的。
2. hif-1α的作用和功能2.1 hif-1α的基本概念hif-1α（hypoxia-inducible factor 1 alpha）是一种转录因子，它在细胞中对氧气水平进行感知，并调控与细胞代谢和存活相关的基因表达。
2.2 hif-1α在糖酵解途径中的作用糖酵解途径是一种重要的细胞能量产生过程，包括将葡萄糖分解成乳酸的过程。
hif-1α在糖酵解途径中起到关键的调节作用。
当细胞内氧气水平较低时（缺氧状态），hif-1α被稳定并积累在细胞核中。
积累的hif-1α与另外一个亚单位形成复合物，促进特定基因的转录。
这些被调控的基因参与糖酵解通路关键酶的表达，如磷酸果糖激酶（PFK）和乙酰辅酶A羧化酶（ACACA）。
通过增加这些关键代谢酶的表达，hif-1α可以增强葡萄糖代谢并提供细胞所需的能量。
6-磷酸果糖激酶 - 生物化学与分子生物学教研室
脂类、氨基酸合成代谢
非糖物质
脂肪、氨基酸
氨基酸代谢概况
尿素 营养非必需AA 氧化供能 糖、脂
食物蛋白质 α-酮酸 组织 蛋白质
分解 合成 代谢转变
氨
氨基酸 代谢库
胺类
体内合成氨基酸 (非必需氨基酸)
其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等)
目录
食物
肝
体内合成
（乙酰CoA）
睾丸
雄激素
Vit D3
皮肤
7-脱氢 胆固醇
甘油激酶 肝、肾、肠
甘油
磷酸-甘油
葡萄糖
脂 肪
脂酸 乙酰CoA 葡萄糖
3.脂肪的分解代谢受糖代谢的影响
• 饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时 脂肪动员↑↑ 糖↓ 草酰乙酸↓
酮体生成↑↑
TCA↓ 高酮血症
脂肪代谢和糖代谢的关系
3-磷酸甘油 三酰甘油 脂肪酸
糖原（或淀粉） 1，6-二磷酸果糖
甘油
磷酸二羟丙酮
磷酸戊糖途径
辅酶H2 三羧酸循环 甘油 α-酮戊二酸 乙醛酸循环 磷脂 储存脂肪 丝 CO2 氨基酸 甲硫 组织蛋白质 食 物 蛋 白 质
磷酸戊糖 ATP
辅酶H2
甲酸 ADP CO2 NH3 核酸 H2 O 基因
呼 吸 链
ATP
生糖 氨基酸
NH
3
ATP 尿素
酶
甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺
没有孤立的代谢生化反应，所有都是生化反应网络中的节点。
• 整体水平代谢调节
---在神经系统参与下由酶和激素共同构成的调节网络。
一、细胞水平的代谢调节
细胞水平的代谢调节主要是酶水平的调节。
细胞内酶呈隔离分布。
代谢途径的速度、方向由其中的关键酶(key
野油菜黄单胞菌6-磷酸果糖激酶基因的初步分析
ｄ ｌｔ ｎ ｍｕ ａ ｔＤＭ ０ ７ ｓｏ ｔ ｉ ｅ ． ｈ ｔ ｎ ｎ ｌ ｓｓｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｅ ｅｉ ｔｎ ｏ ８ ２ ｗａ ｂ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｍｕ ａ ｔａ ａ ｙ ｉ ｈ ｗｅ ｔＤＭ ０ ７ ａ ｅ ｓ ｍｅ ａ ｉ ｔ ｑ ｉｅ ｈ ８ ２ ｈ ｄ ｔ ａ ｂ ｌ ｙ ｔ ａ ｕ ｒ ｈ ｉ ｏ
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基 因组 学 与应 用 生 物 学 ，０ ０年 ， ２ ２１ 第 ９卷 ， ６期 ， １４ — ０４页 第 第 ０ ７ １５
Ｇｅ ｏ ｃ ｎ ｐ ｉｄＢｉ ｌ ｇ ， ０１ ， １ ９ Ｎｏ ６ １ ４ — ０ ４ ｎ ｍｉｓａ ｄ Ａｐ ｌ ｏ ｏ ｙ ２ ０ Ｖｏ ． ， ． ， ０ ７ １ ５ ｅ ２
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生物化学的名词解释
19新陈代谢——指生物体内一些化学变化的总称，是生物体表现其生命活动的重要特征之一。
是由多种酶协同作用的化学反应网络。
从物质代谢来说，新陈代谢包括分解代谢和合成代谢。
分解代谢——生物大分子通过一系列的酶促反应步骤，转变为较小的、较简单的物质的过程。
合成代谢——生物体利用小分子或大分子的结构元件合成自身生物大分子的过程。
能量代谢——在生物体内，以物质代谢为基础，与物质代谢过程相伴随发生的，是蕴藏在化学物质中的能量转化，统称为能量代谢20机体内许多磷酸化合物，当其磷酰基水解时，释放出大量的自由能（一般水解时能释放出5kcal/mol以上的自由能）。
这类化合物称为高能磷酸化合物。
其释放高能量的化学键叫“高能键”，有符号“~”表示。
磷酸肌酸和磷酸精氨酸以高能磷酸基团的转移作为贮能物质统称为磷酸原21生物膜是构成细胞所有膜的总称，包括围在细胞质外围的质膜和细胞器的内膜系统。
被动运输 指物质从高浓度的一侧，通过膜运输到低浓度的一侧，物质顺浓度梯度的方向跨膜运输的过程。
不需要消耗代谢能的穿膜运输。
特点：物质的运送速率既依赖于膜两侧运送物质的浓度差；又与被运送物质的分予大小，电荷和在脂双层中的溶解性有关。
主动运输指物质逆浓度梯度的穿膜运输过程。
需消耗代谢能，并需专一性的载体蛋白。
特点：①专一性。
有的细胞膜能主动运输某些氨基酸，但不能运送葡萄糖。
有的则相反。
②运送速度可以达到“饱利“状态。
③方向性。
如细胞为了保持其内、外的K+、Na+的浓度梯度差以维持其正常的生理活动，细胞主动地向外运送Na+ ，而向内运送K+ 。
④选择性抑制。
各种物质的运送有其专一的抑制剂阻遏这种运送。
⑤需要提供能量。
如果一种物质的运输与另一种物质的运输相关而且方向相同，称为同向运输。
方向相反则称为反向运输，这二者又统称为协同运输。
Na+、K+-泵实际是分布在膜上的Na+、K+-ATP酶。
通过水解ATP提供的能量主动向外运输Na+，而向内运输K+ 。
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磷酸果糖激酶研究进展
生科0901 冯阳2009304200608
摘要：作为糖酵解过程中的三个关键酶之一，磷酸果糖激酶掌握着糖酵解开始的钥匙。
对于磷酸果糖激酶的研究和应用主要在于对于糖尿病的治疗，磷酸果糖激酶的变构效应的研究，磷酸果糖激酶在糖酵解中的地位等等。
本文就磷酸果糖激酶的研究进展进行综述。
关键词：磷酸果糖激酶柠檬酸结合位点进化乳酸
一．磷酸果糖激酶简介
名称：磷酸果糖激酶（fructose-1,6-bisphosphate）
催化反应：果糖-6-磷酸+A TP→果糖-1,6-二磷酸
辅助因子：Mg2+
催化机制：
镁离子将ATP外侧的两个磷酸基团作用，使磷原子更容易接受孤对电子的亲和进攻，使两个磷原子之间的氧桥所共用的电子对向氧原子一方转移，ATP的磷酸集团有利于氧桥断裂，并与果糖-6-磷酸分子结合，生成果糖-1,6-二磷酸。
立体结构：每个PFK单体可以分为两个结构域，1和2。
它们的空间位置可以用坐标系表示，结构域1从氨基酸的末端开始，包括五个折叠区域和五个螺旋区域。
一个蛋白质单体在两个结构域中反复折叠。
两个结构域自身都紧密装配，相互之间接触比较松散，形成一个深的裂缝。
PFK的四个亚基中的每一个亚基都与其他两个亚基紧密接触，与第三个亚基的接触比较松散。
每两个亚基形成一个超结构，而这样一个超结构与PFK的整体结构非常相似，因此，PFK在发展过程中保持了较为稳定的空间构象。
二．磷酸果糖激酶中柠檬酸结合位点的进化
磷酸果糖激酶是依靠复杂方式来控制糖酵解，变构调节是调节催化作用的一种手段。
对原核生物和真核生物的PFK进行序列分析表明，磷酸果糖激酶在两种不同的物种内的分歧是通过副本的变化和原核生物基因序列的变化引起的。
原核生物的磷酸果糖激酶的是真核生物的激酶大小的1/2，并且真核生物的磷酸
果糖激酶的调控措施要远远多于原核生物。
在真核生物的磷酸果糖激酶中总共发现了六个关于酶活性的结合位点，催化ATP 和果糖-6-磷酸的结合位点，激活剂结合位点，腺嘌呤核苷酸和果糖-1,6-二磷酸结合位点，以及ATP和柠檬酸盐的抑制性结合位点。
但是，在磷酸果糖激酶的N-端的研究表明，只有一个活性位点在真核生物的N-端;而另一的方面，变构调节的配体发生了变化。
导致这种现象发生的原因是磷酸果糖激酶C-端的变化使得酶蛋白可以为提高后续的代谢而对自身进行调整。
其中一种变构调节物质是柠檬酸。
对于变构效应物柠檬酸结合位点的研究表明，这个结合位点是来自于原核生物中的磷酸果糖激酶上的磷酸烯醇式丙酮酸/ADP结合位点氨基酸残基参与了柠檬酸的结合，因此，在PFK的C-端和N-端都有所发现。
氨基酸残基的变化是由基因的单点突变或者是化学修饰造成的。
到目前为止，预案和微生物中的磷酸果糖激酶的结晶结构已经有两类被测出，一类是大肠杆菌，另一类是，但是，大多数哺乳动物的磷酸果糖激酶没有得到准确的结构，只有模式哺乳动物的磷酸果糖激酶结构被构造。
从模式动物的柠檬酸结合位点研究中得到，这一位点位于N-端和中心区域之间，可能是在原有的酶上形成一个裂缝。
但是，到目前为止，没有关于柠檬酸的抑制作用的确切作用机理。
柠檬酸是三羧酸循环中的起始物，是衔接糖酵解和三羧酸循环的中间物质。
在细菌中柠檬酸的抑制作用就没有，但是在脊椎动物中有较强的抑制作用，在昆虫中的抑制作用较弱。
在最近的研究中表明有证据显示，单一的氨基酸残基在柠檬酸结合位点可决定酶在三羧酸循环中的敏感性。
在多细胞动物的演化中表明，选择性的突变导致柠檬酸对磷酸果糖激酶的强烈抑制作用，这也说明了对糖酵解严格的控制对于哺乳动物的重要性。
三．肌肉中乳酸对于磷酸果糖激酶的影响
磷酸果糖激酶是糖酵解中的关键酶蛋白，它的构象受到多种物质的调节。
包括一个二聚体结构和一个四聚体结构。
在肌肉中，磷酸果糖激酶有不同的低聚物形态，包括四聚体形态和二聚体形态。
在较高的浓度下，它可以聚集为更大的低聚物形式。
肌肉中的磷酸果糖激酶的调控受到多种因素的调节，如pH，柠檬酸，ADP等。
没自身可以调节自己的低聚物的状态，柠檬酸稳定磷酸果糖激酶的二聚体形态，这一形态与抑制作用有关。
乳酸的聚集与磷酸果糖激酶的的抑制效应相对应。
乳酸的作用表明，即使是在细胞内部的pH值不发生改变的情况下，也可以发生抑制作用。
磷酸果糖激酶在种子内的活动可以解释糖酵解的活动，以及休眠种子在休眠期的情况。
对休眠期种子的糖酵解活动的研究，进一步了解磷酸果糖激酶和磷酸果糖的作用和功能。
此外，磷酸果糖- 1 -激酶缺陷导致骨骼肌糖原累积和心脏病。
这是一种罕见的遗传性疾
病第七型糖原累积病（GSDVII）。
四．小结
磷酸果糖激酶的研究在临床医学上的应用主要在脑科学，糖尿病的治疗等方面。
对于，对磷酸果糖激酶的研究，在动物、植物、微生物方面都有巨大的作用。
对于磷酸果糖激酶的信号传导机制，作用机理都将会是研究的热点。
对于磷酸果糖激酶之一基础代谢的过程中酶蛋白的研究，会加深对基础代谢的了解，以及掌握在基础代谢过程中可能出现的疾病和治疗方法。
参考文献
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