גלוקוקינאז

גלוקוקינאז נקרא גם הקסוקינאז IV הוא אנזים קינאזי, כלומר מזרז הוספת קבוצת זרחה למולקולה אחרת, אשר מזרז הוספת זרחה לגלוקוז על פחמן מספר 6 בתהליך הנקרא זרחון. בכך הגלוקוז המשמש כסובסטרט הופך לגלוקוז-6-פוספט (G6P). תגובה זו היא הראשונה בתהליך הגליקוליזה. גלוקוקינז מצוי בעיקר בהפטוציטים ובתאי בטא בלבלב של בני אדם ושל רוב בעלי החוליות. עם זאת, ניתן למצוא אותו גם במעי ובמוח בכמויות קטנות. לגלוקוקינאז תפקיד חשוב בוויסות מטבוליזם של פחמימות בשל היותו גלאי גלוקוז. גלוקוקינאז מווסת את פעילות התא כתגובה לעליה או לירידה בכמות הגלוקוז כמו שקורה בשובע לאחר ארוחה או בזמן רעב. פגיעה בפעילות אנזים זה עלולה לגרום לסוכרת לא סטנדרטית או לחלופין להיפר גליקמיה. 

גלוקוקינאז הוא איזואנזים מסוג הקסוקינאז המקושר הומולוגית, לפחות לשלושה הקסוקינאזים אחרים כלומר הוא שייך לקבוצת אנזימים המזרזים את אותה הריאקציה, שבה מוסף לסוכר בעל שישה פחמנים קבוצת זרחה. בנוסף לכך לגלוקוקינאז יחד עם שלושה אנזימים מאותה הקבוצה יש אב קדמון אבולוציוני משותף. אף על פי כן, גלוקוקינאז מקודד על ידי גן נפרד, ויש לו תכונות קינטיות שונות משאר ההקסוקינאזים הגורמות לו לפעול שונה מהם תחת אותם נתונים ה. האפיניות של גלוקוקינאז לסוכר נמוכה יותר ובשל כך ריכוז הסוכר משפיע מאוד על פעילותו. כמו כן הוא אינו מעוכב על ידי תוצר הריאקציה אותה הוא מזרז G6P. 

גלוקוקינאז יכול לבצע את פעולת זרחון הגלוקוז רק כאשר ריכוז הסובסטרט גבוה מספיק. קבוע המיכאליס-מנטן (Km) של הגלוקוקינאז גבוה פי 100 מזה של הקסוקינאז І, ІІ, ІІІ. קבוע זה מייצג את מידת היציבות של אנזים מחובר לסובסטרט, ככל שהקבוע יותר גבוע כך יציבותם יותר רעועה.

סובסטרטים ותוצרים של גלוקוקינאז 

עיקרון הסובסטרט בחשיבות הפיזיולוגית הוא הגלוקוז, והתוצר הכי חשוב הוא G6P . הסובסטרט הנוסף שממנו נלקח הפוספט הוא ATP. הגרסה הפשוטה לתגובת הגלוקוקינאז:Glucose + ATP -> Glucose-6-phosphate + ADP

ה-ATP משתתף בתגובה כאשר הוא מוצמד למגנזיום כקופקטור. יתר על כן, תחת תנאים מסוימים גלוקוקינאז, כמו האקסוקינאזים אחרים, יכול לזרחן הקסוז (חד סוכר עם 6 פחמנים) ומולקולות אחרות שדומות מספיק. לכן יותר מדויק לתאר תגובת הגלוקוקינאז הכללית כך: 

Hexose + MgATP^2- -> Hexose-PO3^2- + MgADP^- + H+ 

בין הסובסטרטים אותם מסוגל לזרחן גלוקוקינאז נמצאים מנוז, גלקטוז וגלוקוזאמין, אבל הזיקה של גלוקוקינאז למולקולות אלו דורשת ריכוזים אשר לא נמצאים בתאים באופן טבעי על מנת לאפשר פעילות משמעותית.

מבנה 
גלוקוקינאז הוא חלבון מונומרי בעל 465 חומצות אמינו ומשקל מולקולרי באזור 50 קילו דלטון. באנזים לפחות שני שקעים, האחד חלק מן האתר הפעיל שקושר גלוקוז ו-MgATP, והשני ככל הנראה משמש כמקום קישור למאקטב אלוסטרי.

קינטיקה

מנגנון

גנטיקה

ויסות פעילות האנזים

קישורים חיצוניים
 כתבה על מעורבות גלוקוקינאז בייצור תאי בטא בלבלב

הערות שוליים

אנזימים