Glukoza 6-fosfataza

thumb|300px|Glukoza-6-fosfat
[thumb|250px|[Gluza]]
**Glukoza 6-fosfataza** (EC broj 3.1.3.9) je enzim  koji hidrolizira glukoza-6-fosfat, što rezultira stvaranjem fosfatne grupe i slobodne glukoze. Glukoza zatim izlazi iz ćelije preko glukoza transportera membranskih proteina.  Završni korak ova  kataliza je glukoneogeneza i glikokogenoliza i stoga igra ključnu ulogu u homeostatskoj  regulaciji nivoa glukoze u krvi.

Glukoza-6-fosfataza je kompleks više proteinskih  komponenti, uključujući i transporter za G6P, glukozu  i fosfat. Glavnu  fosfataznu funkciju obavljaju  glukoza-6-fosfatazne katalitske podjedinice. Kod ljudi, postoje tri izoenzimske  katalitske podjedinice: glukoza-6-fosfataza-α, kodirana  G6PC,  IGRP, kodirana  G6PC2 i glukoza-6-fosfataza-β, kodirana G6PC3.

This catalysis completes the final step in gluconeogenesis and glycogenolysis and therefore plays a key role in the homeostatic regulation of blood glucose levels.
Glukoza-6-fosfataza-α i glukoza-6-fosfataza-β su i funkcijske fosfohidrolaze, jer  imaju sličnu strukturu aktivnog mjesta, topologiju, mehanizam djelovanja i kinetička svojstva,  u odnosu na G6P hidrolaze.  Za razliku od toga, IGRP gotovo da nema hidrolaznu aktivnost, a može imati i drugačiju ulogu u podsticanju pankreasa na  lučenje insulina. 
Hloroperoksidaze sadrže aktivno mjesto vanadija. Ostaci Lys353, Arg360, Arg490, His404, i His496 odgovaraju Lys76, Arg83, Arg170, His119, i His176 u Glc 6-Pase. (Iz PDB 1IDQ)  In contrast, IGRP has almost no hydrolase activity, and may play a different role in stimulating pancreatic insulin secretion.

## Struktura i funkcija 
Iako nije postignut jasan konsenzus, većina  naučnika prodržava model  odgovornosti glukoze-6-fosfataza za katalitska svojstva transporta podloge. U ovom modelu, glukoza-6-fosfataza ima nizak stupanj selektivnosti. Prijenos glukoze 6-fosfata obavlja transporterski protein (T1) i endoplazmatski retikulum  (ER), koji  sadrži strukture za omogućavnje  izlaza iz fosfata grupe (T2) i glukoze (T3). Glukoza-6-fosfataza se sastoji od 357 aminokiselina, a usidrena je  na endoplazmatfkom  retikulumu  (ER) od devet transmembranskih helikoida. Njen  N-kraj  i aktivno mjesto  se nalaze na  strni lumena ER i njegovih  C-ktajeva u citoplazmi. Tačna struktura glukoze-6-fosfataze ostaje nepoznata,  zbog njene čvrste asocijacije na ER. Međutim, usklađivanje sekvenci  je pokazalo da je glukoza-6-fosfataza strukturno slična  sadržaju aktivnog mjesta hloroperoksidaze vanadija u *Curvularia inaequalis*. 
Kinetičkim istraživanjima pH  glukoza-6-fosfataza-α katalize, utvrđeno je da se  hidroliza glukoza-6-fosfata završava preko kovalentnog međuprodukta  fosfohistidin glukoza-6-fosfata. Aktivno mjesto  site glukoze-6-fosfataza-α je prvobitno identificirano prisustvom znaka konzerviranog fosfatnog motiva, koji se obično nalazi u lipid fosfataz, kiseloj fosfatazi i vanadij haloperokidazama.

Essencijski ostatak u aktivnom mjestu,  vanadij haloperoksidaze uključuju: Lys353, Arg360, Arg490, His404, i His496. Odgovarajući ostaci u aktivnom mjestu glukoze-6-fosfataza-α uključuju Arg170 i Arg83, koji doniraju ionom vodika na fosfatu, stabilizirajući  tranziciju stanja, His119, koja daje proton na defosforilizirani kisik vezan za glukozu, te His176, koji kompletira nukleofilni napad na fosfat da se formira kovalentno vezani fosforil enzimski međuprodukt.  Za vanadij  kojeg sadrže hloroperoksidaze Lys353 jutvrđeno je da stabilizira fosfat u fazi  tranzicije.  Međutim, odgovarajući ostatak glukoza-6-fosfataza-α (Lys76) nalazi se  u ER membrani, a njegove  funkcije, ako ih ima, dosad  su  neutvrđene. Uz izuzetak Lys76, ovi ostaci nalaze se na lumena strani ER membrane. Glukoza-6-fosfataza-β je sveprisutno izražena, 346-aminokiselina membranskog  proteina koji dijeli  identitet 36% sekvenci  s glukoza-6-fosfatazom-α. U glukoza-6-fosfataza-β enzimu, sekvenca  poravnavanja predviđa aktivno mjesto stranica sadrži His167, His114, i Arg79. Slično kao i kod aktivnog  mjesta glukoza-6-fosfataza-α, His167 je ostatak koji ima  nukleofilni napad  i His114, donor vodika je Arg79. Glukoza-6-fosfataza-β je također lokaliziran u  membrani endoplazmatskog retikuluma, iako je njena orijentacija nepoznata.

## Mehanizam djelovanja
Hidrolizom  glukoza-6-fosfata  počinje nukleofilni napad na šećer koji je vezan za fosfat His176, što  rezultira u formiranjem fosfohistidinske veze  i degradacije karbonila. Negativno nabijeni kisik onda prenosi svoje elektrone preoblikujući  karbonil i razbijajući  svoje veze sa glukozom. Negativno nabijeni kisik  koji je vezan za glukozu se tada protonizira pomoću  od His119, uz formiranje  slobodne glukoze. U fosfo-međuproizvodu,  reakcijom između His176 i fosfatne grupe  je tada prekinuta hidrofilni napad; nakon toga  drugog  hidroksid i razgradnje karbonila, ovaj  se reformira  odbcivanjem elektrona prvobitno doniranih  His176 ostataka, stvarajući fosfatnu  grupu, uz  završetak hidrolize.

## Ekspresija
Sdfh.gif

Geni koji kodiraju enzime se  prvenstveno ispoljavaju  u jetri, u korteksu bubrega i (u manjoj mjeri) u β-ćelijama  pankreasnih otočića i crijevnoj  sluznici  (naročito tokom gladovanja). Prema Surholtu  i Newsholmu, Glc 6-Paza je prisutna u širokom spektru mišića širom životinjskog carstva, iako sa  vrlo niskim koncentracijama. Dakle, glikogen za aktivnost  mišića, obično nije dostupan  za ostatak ćelija organizma,  jer glukoza-6-fosfat ne može preći sarkolemu osim ako se ne defosforilizira. Enzim ima važnu ulogu u periodima posta i kada je niska zazina  glukoze. Dokazano je da je glad i dijabetes izaziva ji 2-3 puta veću  aktivnost glukoza-6-fosfataze u jetri. Glc 6-Pazna aktivnost se  također dramatično povećava po rođenju kada organizam postaje nezavisna  od izvora majčine  glukoze. Gen za GLC 6-Pazu čovjeka  sadrži pet egzona raspona oko 125.5 kb DNA hromosoma 17:pozicija  17q21.

## Klinički značaj
mini|400px|Razlaganje raznih sastojaka sistema nedostataka glukoza-6-fosfataze

Mutacije glukoza-6-fosfataza sistem, preciznije podjedinica  glukoza-6-fosfataze-α  (glukoza-6-fosfataza-α), glukoza-6-transportera (G6PT) i glukoza-6-fosfataza-β ( glukoza-6-fosfataza-β ili G6PC3) dovode  do nedostataka u održavanju homeostaze glukoze između obroka  i  funkcije neutrofila  i homeostaze.  Mutacije i u glukoza-6-fosfatazi-α i G6PT dovode  do bolesti skladištenja  glikogena tip -1 (GSD-1) koja se  zove von Gierkeova bolest .  Specifične  mutacije u glukoza-6-fosfataza-α uvjetuju  pojavu skladištenja glikogena  tip-1a, koja  se odlikuje nakupljanjem  glikogena i masti u jetri i  bubrezima, što  rezultira hepatomegalijom i renomegalijom. GSD-1a čini oko 80% GSD-1 kliničkih slučajeva. Nedostatak G6PT dovodi do GSD-1B (GSD-1B), koja  se odlikuje nedostatkom G6PT i predstavlja 20% slučajeva koji  se klinički ispoljavaju.

Specifičan uzrok GSD-1a proizlazi iz *nonsens* mutacija, insercije / delecija, sa ili bez promjena u sekvenci  za očitavanje ili spoja  mutacija]] koje se pojavljuju na genetičkoj razini. *Missens* mutacije utiču na dva velika lumena petlje i transmembranske helikse glukoze-6-fosfataze-α, ukidanje ili značajno smanjuje aktivnosti enzima.  Specifični uzrok GSD-1b proizlazi iz "teških" mutacija,  kao što su mutacije mjesta prerade RNK, mutacije ram-transfere i zamjena visoko konzerviranih ostataka koji u potpunosti uništavaju  aktivnost G6PT. Ove mutacije dovode do prevalenciju GSD-1,  sprečavanjem transporta glukoza-6-fosfata  (G6P) u lumenski  dio endoplazmatskog retikuluma  i inhibicijom konverziju G6P u glukozu koja se koristi u ćeliji.

Treći tip nedostatka glukoze-6-fosfataza, nedostatak glukoza-6-fosfataza-β, izaziva urođena neutropenija,  sindrom u kojem neutrofili ispoljavaju  povećan stres  endoplazmatskog retikuluma (ER), povećanu apoptozau, poremećaj energetske homeostaze  i ostalih  funkcija. To može dovesti do srčanih i urogenitalnih malformacija.  Ova  treća klasa  nedostatka je također pogođena nedostatkom G6PT, koji, u obliku  glukoza-6-fosfataza-β, leži u  lumenu ER i na taj način može dovesti do sličnih simptoma nedostatku  glukoza-6-fosfataza-β, što može biti povezano sa GSD-1B. Osim toga, nedavne studije su u ovom području razjašnile sličnosti između oba nedostatke i pokazale da se u oba nedostataka javlja devijantna glikozilacija.  Neutrofili  glikozilacije ima veliki uticaj na neutrofilnu  aktivnost  i na taj način mogu se svrstati kao urođeni poremećaji glikozilacije. GSD-1a constitutes approximately 80% of GSD-1 cases that present clinically. Absence of G6PT leads to GSD-1b (GSD-1b), which is characterized by the lack of a G6PT and represents 20% of the cases that present clinically.

Utvrđeno je da je glavna funkcija glukoza-6-fosfataza-β da omogućava  recikliranje  glukoze u citoplazmi neutrofila,  u cilju održavanje normalne funkcije. Prekid  odnoxsa glukoze u G6P zbog značajnog smanjenja unutarćelijske  razine glukoze uzrokuje značajne poremećaje glikolize i HMS.  Osim suprotstavljanja  uzimanju  vanćelijske glukoze, ovaj nedostatak dovodi do disfunkcije neutrofila. It can also lead to cardiac and urogenital malformations.

Zanimljivo je da su  spojevi vanadija  kao što je  vanadil sulfat pokazali da inhibiraju enzim, i na taj način povećavaju  osjetljivost insulina *in vivo*   kod dijabetičara, što se  ocjenjuje tehnikom  koja se zove  hiperinsulinemijska spona , što potencijalno može imati terapeutske implikacije.

## Također pogledajte
*Heksoza kinaza 
*G6PC

## Reference 
## Vanjski linkovi 
* 
* , , , 
* 

Kategorija:Enzimi
Kategorija:Hidrolaze
Kategorija:EC 3.1.3