La fosfofructoquinasa-1 (PFK-1) es una enzima clave en la regulación de la glucólisis. Es una tetramero regulada por varios activadores e inhibidores. La PFK-1 cataliza la fosforilación de la fructosa-6-fosfato para formar fructosa 1,6-bisfosfato, reacción limitante de la glucólisis. Los principales reguladores de la PFK-1 son la fructosa-2,6-bifosfato, el ATP, el AMP, el ADP y el citrato

1. Autores: Rodríguez R., Rojas V., Rosales K., Sánchez I., Silva R.
Escuela de Medicina “Luis Razetti”
Facultad de Medicina
Universidad Central de Venezuela
La FOSFOFRUCTOQUINASA-1 (PFK-1, EC 2.7.1.11), es una enzima alostérica compuesta por cuatro subunidades, regulada
por varios activadores e inhibidores, cuya función es catalizar la fosforilación de la fructosa-6-fosfato con requerimiento de una
molécula deATP para formar fructosa 1,6-bisfosfato yADP, reacción limitante de la vía glicolítica.
INTRODUCCIÓN
CONTENIDO
En mamíferos se han descrito tres isoenzimas codificadas por tres genes localizados en
cromosomas diferentes:
 Lamuscular, PFK-1MoPFK-1A, (localizadaenelcromosoma12q13).
 Lahepática,PFK-1LoPFK-1B, (enelcromosoma 21q22.3).
 Laplaquetaria, PFK-1PoPFK-1C(enelcromosoma10p15.2-p15.3).
Los productos de estos tres genes se pueden combinar para formar tanto homotetrámeros
comoheterotetrámeros quesonlaformaactivadelaenzima.
Los principales activadores alostéricos biológicos de la actividad de la PFK-1 son: el ADP,
AMP y la fructosa-2,6-bifosfato. Por otro lado, el ATP, el citrato y el pH ácido actúan como
inhibidores delaactividaddelaenzima.
El ATP es sustrato de la enzima y uno de los productos finales de la glicólisis. Cuando hay
gran cantidad de energía en la célula, no se requiere de una ruta metabólica activa que produzca
ATP porque existe suficiente como para satisfacer sus requerimientos. Este incremento de las
concentraciones de ATP en la célula producen una inhibición alostérica de la PFK-1 debido a que
el ATP se fija al sitio alostérico de la enzima y hace disminuir su afinidad por la fructosa-6-fosfato.
Por otro lado, como el Ciclo de Krebs está funcionando de manera adecuada y por ende
formando estas altas cantidades de ATP, trae como consecuencia que el citrato, uno de sus
intermediarios y clave en la oxidación aeróbica del piruvato, ácidos grasos y aminoácidos, sirva,
además, comounregulador alostériconegativo delaPFK-1.
El ADP y AMP actúan alostéricamente para aliviar ésta inhibición, es decir, poseen la
capacidadderevertir éstainhibición,activando laPFK-1y,portanto,aumentando elflujoglicolítico.
Por su parte, durante el metabolismo anaeróbico del músculo, la concentración de ácido
láctico incrementa. Consecuentemente, durante un ejercicio intenso, el pH intracelular disminuye
con el consiguiente peligro de provocar disfunción celular. Para evitar esta situación, la PFK-1 se
inhibe por elevadas concentraciones de protones, disminuyendo así el flujo glicolítico y la
producción deácidoláctico.
Ahora bien, el regulador más significativo de la PFK-1 es la fructosa-2,6-bifosfato. Se trata de
un regulador hormonal de la glucólisis y de la neoglucogénesis y actúa como un efector alostérico
de la PFK-1 y Fructosa-1,6-bifosfatasa. La fructosa-2,6-bifosfato se forma a partir de fructosa 6-
fosfato. Esta reacción es catalizada por la fosfofructoquinasa II (PFK-2) y es degradada por la
fructosa-2,6-bifosfatasa, los dos dominios de la enzima dual. Esta enzima es desfosforilada y
fosforilada porlaaccióndehormonas comolainsulinay elglucagon,respectivamente.
Finalmente, como la fructosa-2,6-bifosfato se una a un sitio alostérico de la PFK-1, aumenta
la afinidad de la enzima por la fructosa-6-fosfato y reduce la afinidad por los inhibidores alostéricos:
ATP y citrato. La fructosa-2,6-bifosfato activa la PFK-1 con lo que estimula la glicólisis al mismo
tiempoqueinhibela fructosa-1,6-bifosfatasa ydesfavorece laneoglucogénesis.
Cecilia. (2011). Regulación coordinada de la glucólisis y
gluconeogénesis.[Artículoenlínea].Consultado en:
http://bioquimizate.blogspot.com/2011/06/regulacion-
coordinada-de-la-glucolisis.html
García, M. (2006). Generación de un ratón deficiente en 6-
fosfofructo-1-quinasamuscular:unmodelodeglucogenosistipo
VII.[PDFenlínea]. Consultadoen:
http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/3565/mgm1de1.pdf;j
sessionid=1AB1F01C3661A5525A14B9B295ACCCB9.tdx2?s
equence=j1
Yi W, Clark PM, Mason DE, Keenan MC, Hill C, Goddard WA
3rd, Peters EC, Driggers EM, Hsieh-Wilson LC. (2012). PFK1
Glycosylation Is a Key Regulator of Cancer Cell Growth and
Central Metabolic Pathways. [Artículo en línea]. Consultado en:
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3534962/
CONCLUSIONES
Actividad de la PFK-1 en presencia de ATP.
Imagen tomada de: http://www.manualmoderno.com
Regulación coordinada entre la PFK-1 y Fructosa-1,6-BPasa. Imagen tomada y
modificada de: http://www2.uah.es/tejedor_bio/bioquimica_Farmacia/tema18.htm
Glicólisis
Neoglucogénesis
1. La actividad inhibitoria del citrato es completamente anulada si
se altera un solo residuo de alguno de los aminoácidos que
conformanelsitiodeuniónalostéricoparaelmismo.
2. LaglucosilacióndelaPFK-1porunaB-N-acetilglucosamina(en
experimento se realizó en la serina 529 de la PFK-1) inhibe la
actividaddelaenzimaydesvíaelflujodeglucosaalavíadelas
pentosasfosfato.
3. La deficiencia de la PFK-1 se traduce en una enfermedad
conocida como enfermedad de Tarui o glucogenosis tipo VII,
asociada a la acumulación de glucógeno por deficiencia en la
utilización deglucosaenmúsculo.
4. En pacientes con síndrome de Down se ha descrito una
sobreexpresión de la isoenzima hepática, ya que ésta se
encuentracodificadaenelcromosoma21.
5. La distribución celular alterada de la actividad de la PFK-1 en
tejido de cáncer de mama humano puede estar asociada con
un aumento en el flujo glicolítico, que a su vez está fuertemente
asociada con el proceso de la carcinogénesis y la progresión
deltumor.
BIBLIOGRAFÍA