Glukoosi-6-fosfataasi

Glukoosi-6-fosfataasi on entsyymi, joka katalysoi glukoneogeneesin ja glykogenolyysin eli glykogeenin hajotuksen viimeistä vaihetta. Entsyymi hydrolysoi glukoosi6-fosfaatin glukoosiksi ja fosfaatti-ioniksi. Glukoosi-6-fosfataasin EC-numero on EC 3.1.3.9.

Toiminta
Nisäkkäillä glukoosi-6-fosfataasia esiintyy kiinnittyneenä maksan ja munuaisten solulimakalvostoon ja puuttuu esimerkiksi aivoista ja lihaksistosta. Nisäkkäiden entsyymi koostuu 357 aminohaposta ja on hyvin hydrofobinen proteiini. Glukoosi-6-fosfataasin aktiivinen kohta muistuttaa lipidifosfataasien ja vanadiinihaloperoksidaasien rakennetta ja katalyyttisesti tärkeitä aminohappoja ovat histidiini-, lysiini- ja arginiiniaminohapot. Histidiiniaminohappo muodostaa glukoosi-6-fosfaatin fosforyyliryhmän kanssa fosfoentsyymi kompleksin, joka on nukleofiilinen ja katalysoi hydrolyysiä. Toisen histidiiniaminohapon tehtävänä on toimia protonin lähteenä katalyysissä. Kaksi arginiiniaminohappoa ja mahdollisesti myös lysiini muodostavat vetysidoksia ja siten stabiloivat reaktion siirtymätiloja.

Glukoosi-6-fosfataasi vaatii toimiakseen Ca2+-ioneihin sitoutuvan stabilisoivan proteiinin. Entsyymin aktiivisuutta säätelee pääasiassa substraatin glukoosi-6-fosfaatin ja tuotteen glukoosin konsentraatio solussa. Kun glukoosia on solussa paljon on glukokinaasin toiminta aktiivisempaa kuin glukoosi-6-fosfataasin ja glykolyysi käynnistyy. Kun glukoosin konsentraatio laskee, aktivoituu glukoosi-6-fosfataasi. Insuliini on osittainen entsyymin inhibiittori ja tämä johtuu mahdollisesti insuliinin aktivoimasta proteiinista.

Glukoosi-6-fosfataasi ja sairaudet
Mutaatiot, jotka aiheuttavat entsyymin aktiivisen kohdan aminohappojen muuntumisen toisiksi johtavat toimimattomaan glukoosi-6-fosfataasientsyymiin. Tämä aiheuttaa von Gierken tautia, joka on glykogeenin varastointisairaus. Se johtaa glykogeenin kertymiseen maksaan ja oireina ovat muun muassa hypoglysemia, kasvun hidastuminen ja laktinen asidemia. Mutaatiot periytyvät aurosomaalisesti ja ovat resessiivisiä. Entsyymin liiallinen tuotanto johtaa epänormaalin voimakkaaseen glukoosin tuotantoon maksassa.

Lähteet

Hydrolaasit