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Fructosa-2,6-bisfosfato

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Fructosa-2,6-bisfosfato

Proyección Haworth de α-D-fructose-2,6-bisphosphate.
Nombre IUPAC
[(2S,3S,4S,5R)-3,4-Dihidroxi
-2-(hidroximetil)-5-(fosfonooximetil)
oxolano-2-il]dihidrógeno fosfato
General
Otros nombres Fru-2,6-P2
Fórmula molecular C6H14O12P2 
Identificadores
Número CAS 79082-92-1[1]​
Propiedades físicas
Masa molar 340,116 g/mol
Índice de refracción (nD) 1,609
Valores en el SI y en condiciones estándar
(25 ℃ y 1 atm), salvo que se indique lo contrario.
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La fructosa 2,6-bisfosfato (incorrectamente denominada fructosa 2,6-difosfato), abreviada como Fru-2,6-P2, es un monosacárido de 6 átomos de carbonos derivado de la fructosa. Es un importante metabolito que modifica alostéricamente la actividad enzimática tanto de la fosfofructoquinasa 1 (PFK-1) como de la fructosa-1,6-bisfosfatasa (FBPasa-1), con el fin de regular el metabolismo de la glucólisis y de la gluconeogénesis.[2]​

La fructosa 2,6-bisfosfato es sintetizada y procesada por una misma enzima bifuncional, la fosfofructoquinasa-2/fructosa 2,6-bisfosfatasa (PFK-2/FBPasa-2).[3]​

La síntesis de Fru-2,6-P2 tiene lugar mediante la fosforilación con ATP de la fructosa-6-fosfato por la PFK-2. El procesamiento de la Fru-2,6-P2 se produce por una defosforilación catalizada por la FBPasa-2, generando así fructosa-6-fosfato y Pi (fósforo inorgánico).[4]​[5]​

Efectos en el metabolismo de la glucosa

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La Fru-2,6-P2 es un potente inductor de la degradación de glucosa en la glucólisis por medio de la modulación alostérica de la PFK-1. Cuando se generan altos niveles de Fru-2,6-P2 en el hígado, se activa la PFK-1 al verse aumentada la afinidad de la enzima por la fructosa-6-fosfato a la vez que disminuye su afinidad por ATP y citrato. A concentraciones fisiológicas, la PFK-1 es prácticamente inactiva, pero al interactuar con la Fru-2,6-P2 adquiere una conformación activa que le permite estimular la glucólisis y así potenciar la degradación de glucosa.[2]​ Por otro lado, la Fru-2,6-P2 inhibe también alostéricamente a la FBPasa-1, lo que tiene dos consecuencias inmediatas: la ruta de la gluconeogénesis se ve inhibida y a su vez, la de la glucólisis se ve potenciada. Esta inhibición parece ser sinérgica con la producida por el AMP, otro inhibidor alostérico de la FBPasa-1. Cuando la concentración de AMP es muy baja, esta coordinación entre la Fru-2,6-P2 y el AMP permite obtener unos niveles de inhibición de la FBPasa-1 similares a los obtenidos con elevadas concentraciones de AMP. Sin embargo, la inhibición producida por Fru-2,6-P2 parece verse reducida en condiciones tanto de elevados niveles de pH como de altas temperaturas.[6]​

Regulación de la síntesis

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La concentración de Fru-2,6-P2 en las células es controlada por medio de la regulación de la síntesis y degradación de la enzima bifuncional PFK-2/FBPasa-2. Esta regulación es llevada a cabo principalmente por dos hormonas, la insulina y el glucagón, cuyas actividades pueden inducir en esta enzima reacciones de fosforilación/defosforilación. La liberación de glucagón induce la producción de AMPc, que a su vez activa una proteína quinasa dependiente de AMPc. Esta quinasa fosforila a la enzima PFK-2/FBPasa-2 en el grupo OH de un residuo de serina, transfiriendo el fosfato desde una molécula de ATP, lo que provoca la activación de la FBPasa-2 a la vez que la inhibición de la PFK-2, y de esta forma, una reducción de los niveles de Fru-2,6-P2 en la célula. Con la disminución de los niveles de Fru-2,6-P2, la glucólisis se ve inhibida y la gluconeogénesis activada. Por el contrario, la liberación de insulina induce la respuesta opuesta, por medio de la activación de una fosfoproteína fosfatasa, que defosforila la enzima, con lo que se activa la PFK-2 y se inhibe la FBPasa-2, y por tanto, se induce la glucólisis y se reprime la gluconeogénesis.[7]​[8]​

Regulación de la síntesis de sacarosa

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La Fru-2,6-P2 juega un importante papel en la regulación de las triosas fosfato, el producto final del ciclo de Calvin. En el ciclo de Calvin, casi todas las triosas fosfato (≈ 85%) son recicladas para sintetizar ribulosa 1,5-bisfosfato. El resto de las triosas fosfato (≈ 15%) pueden ser convertidas en sacarosa o almacenadas en forma de almidón. La Fru-2,6-P2 inhibe la producción de fructosa-6-fosfato, un monosacárido necesario para la síntesis de sacarosa. Cuando la tasa fotosintética en la fase luminosa es alta, las triosas fosfato son producidas de forma constante y la producción de Fru-2,6-P2 se ve inhibida, con lo que se sintetiza sacarosa. La producción de Fru-2,6-P2 es activada cuando las plantas se encuentran en ausencia de luz, con lo que la tasa fotosintética es baja y no tiene lugar la producción de triosas fosfato.[9]​

Referencias

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  1. ↑ Número CAS
  2. ↑ a b Fructose 2,6-bisphosphate. <https://web.archive.org/web/20070316034421/http://www.cbs.umn.edu/biochemistry/LangeLab/KB.html>
  3. ↑ Wu, C, Khan, S.A., Peng L.J., Lange A.J. 2006. Roles for fructose-2,6-bisphosphate in the control of fuel metabolism: beyond its allosteric effects on glycolytic and gluconeogenic enzymes. Adv. Enzyme Regul. 46: 72-88. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?itool=abstractplus&db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=abstractplus&list_uids=16860376>
  4. ↑ Kurland IJ, Pilkis SJ (1995). «Covalent control of 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase: insights into autoregulation of a bifunctional enzyme». Protein Sci. 4 (6): 1023-37. PMID 7549867. Archivado desde el original el 8 de noviembre de 2004. 
  5. ↑ KEGG REACTION: R02730
  6. ↑ Schaftingen, E.V., Hers, H.G. 1981. Inhibition of fructose-1,6-bisphosphatase by fructose 2,6-bisphosphate. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 78: 2861-2863. <http://www.pnas.org/cgi/content/abstract/78/5/2861>
  7. ↑ Kurland, I.J., Pilkis, S.J. 1995. Covalent control of 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase: Insights into autoregulation of a bifunctional enzyme. Protein Sci. 4: 1023-1037. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?itool=abstractplus&db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=abstractplus&list_uids=7549867>
  8. ↑ Smith, W.E., Langer, S., Wu, C., Baltrusch, S., Okar, D.A. 2007. Molecular Coordination of Hepatic Glucose Metabolism by the 6-Phosphofructo-2-kinase/Fructose-2,6-bisphosphatase:Glucokinase Complex. Mol. Endocrinol. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=17374851&query_hl=1&itool=pubmed_docsum>
  9. ↑ Nielsen, T.H., Rung, J.H., Villadsen, D. 2004. Fructose-2,6-bisphosphate: a traffic signal in plant metabolism. Trends Plant Sci. 9: 556-63. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=pubmed&cmd=Retrieve&dopt=AbstractPlus&list_uids=15501181&query_hl=1&itool=pubmed_docsum>

Véase también

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