Fosfofructokinase-1 (PFK-1) is een cruciaal regulerend enzym in de glycolyse, de basis voor zowel anaerobe als aerobe ademhaling. Als snelheidsbepalend enzym bepaalt de activiteit ervan de snelheid van glycolyse. PFK-1 katalyseert de "verbonden" stap van glycolyse, namelijk de omzetting van fructose-6-fosfaat en ATP naar fructose-1,6-bisfosfaat en ADP. Dit enzym is allosterisch, bestaat uit vier subeenheden en wordt gereguleerd door verschillende activatoren en remmers.
Functie en Regulatie
PFK reguleert glycolyse via allosterische remming, waardoor de cel de snelheid van glycolyse kan aanpassen aan zijn energiebehoefte. Bijvoorbeeld, een hoge ATP- tot ADP-verhouding remt PFK en daarmee glycolyse. Bij eukaryoten wordt PFK geactiveerd door fructose-2,6-bisfosfaat, dat ATP-remming opheft en zo een grotere gevoeligheid voor hormonen zoals glucagon en insuline biedt.
PFK-1 behoort tot de fosfotransferasefamilie en faciliteert de overdracht van de γ-fosfaatgroep van ATP naar fructose-6-fosfaat. De actieve plaats van PFK-1 omvat zowel de ATP-Mg2+- als de F6P-bindingsplaatsen. Allosterische activatoren zoals AMP en ADP binden aan de allosterische plaats om de vorming van de R-toestand te bevorderen door structurele veranderingen te veroorzaken, terwijl remmers zoals ATP en PEP aan dezelfde allosterische plaats binden om de vorming van de T-toestand te faciliteren en zo de enzymactiviteit remmen.
Fosfofructokinase Assay Kits
Fosfofructokinase assay kits bieden een eenvoudige en directe methode om PFK-activiteit in verschillende monsters te meten. Deze kits maken gebruik van de rol van PFK bij de omzetting van fructose-6-fosfaat naar fructose-1,6-difosfaat, de snelheidsbepalende stap van glycolyse. PFK-activiteit wordt gereguleerd door cofactoren en posttranslationele modificaties en kan gebruikt worden om glycolytische flux in weefsels te meten. Tekorten aan PFK-activiteit kunnen leiden tot glycogeenopslagziekten zoals glycogenose type VII (Tarui-ziekte).
Assayprincipe
De PFK-activiteit wordt gemeten via een gekoppelde enzymassay. In deze assay zet PFK fructose-6-fosfaat en ATP om in fructose-1,6-difosfaat en ADP. Vervolgens zet het enzymmengsel ADP om in AMP en NADH. Het resulterende NADH reduceert een kleurloze probe, waardoor een kleurproduct ontstaat dat evenredig is aan de PFK-activiteit.
