|  |
| --- |
|  |
| Hexoquinase 1, homodimer, Human |
| Hexoquinase 1 |
| **Identificadores** |
| Símbolo | HK1 |
| Entrez | 3098 |
| HUGO | 4922 |
| OMIM | 142600 |
| RefSeq | NM\_000188 |
| UniProt | P19367 |
| **Outros datos** |
| Locus | Cr. 10 *q22* |

|
|  |
| Hexoquinase 2 |
| **Identificadores** |
| Símbolo | HK2 |
| Entrez | 3099 |
| HUGO | 4923 |
| OMIM | 601125 |
| RefSeq | NM\_000189 |
| UniProt | P52789 |
| **Outros datos** |
| Locus | Cr. 2 *p13* |

|
|  |
| Hexoquinase 3 (célula branca) |
| **Identificadores** |
| Símbolo | HK3 |
| Entrez | 3101 |
| HUGO | 4925 |
| OMIM | 142570 |
| RefSeq | NM\_002115 |
| UniProt | P52790 |
| **Outros datos** |
| Locus | Cr. 5 *q35.2* |

A **hexoquinase** é un encima que fosforila hexosas (azucres de seis carbonos), formando hexosas fosfato. Na maioría dos organismos a glicosa é o substrato máis importante para as hexoquinases, e a glicosa 6-fosfato é o seu produto máis importante.

As hexoquinases normais non deberían confundirse coa glicoquinase, a cal é unha isoforma específica da hexoquinase presente en certos tecidos (principalmente no fígado). As outras hexoquinases poden fosforilar varias hexosas, pero a glicoquinase actúa cunha afinidade de substrato 50 veces menor e nas células só ten como substrato a glicosa.

Variación
---------

Descubríronse xenes que codifican a hexoquinase en todos os dominios da vida, en seres vivos tan variados como as bacterias, lévedos, plantas e humanos e outros vertebrados. Clasifícanse como proteínas con *pregamento de actina*, que comparten un núcleo do sitio de unión para o ATP común que está rodeado de secuencias máis variables que determinan as afinidades de substrato e outras propiedades.

Nunha mesma especie poden aparecer varias isoformas ou isoencimas da hexoquinase que teñen diferentes funcións.

Reacción
--------

As reaccións intracelulares mediadas polas hexoquinases poden ser tipificadas como:

Hexosa-CH2OH + MgATP2−  
 → Hexosa-CH2O-PO2−  
3 + MgADP−  
 + H+
onde hexosa-CH2OH representa calquera hexosa (como a glicosa) que conteña un resto accesible -CH2OH.
Acción da hexoquinase sobre a glicosa.

Consecuencias da fosforilación da hexosa
----------------------------------------

A fosforilación dunha hexosa como a glicosa xeralmente fai que a hexosa quede limitada a realizar diversos procesos metabólicos intracelulares, como a glicólise ou síntese de glicóxeno. Isto débese a que as hexosas fosforiladas están cargadas (carga negativa do fosfato) e isto fai que sexa moi difícil que as transporten fóra da célula.

Tamaño das distintas isoformas
------------------------------

A maioría das hexoquinases bacterianas teñen aproximadamente 50 kD. Os organismos pluricelulares como plantas e animais adoitan ter máis dunha isoforma de hexoquinase. A maioría son de aproximadamente 100 kD de tamaño e constan de dúas metades (N e C terminal), que comparten moita homoloxía de secuencias. Isto suxire que tiveron unha orixe evolutiva por duplicación e fusión dunha hexoquinase ancestral de 50kD similar á das bacterias.

Tipos de hexoquinase de mamíferos
---------------------------------

Hai catro isoencimas hexoquinases de mamíferos importantes (Número EC 2.7.1.1) que varían en localizacións subcelulares e cinética con respecto a diferentes substratos e condicións, e funcións fisiolóxicas. Desígnanse como hexoquinases I, II, III, e IV ou hexoquinases A, B, C, e D.

### Hexoquinases I, II, e III

As hexoquinases I, II, e III denomínanse isoencimas de "baixa Km" porque teñen unha alta afinidade pola glicosa mesmo a baixas concentracións (por debaixo de 1 mM). As hexoquinases I e II seguen a cinética de Michaelis-Menten a concentracións fisiolóxicas dos substratos. As tres son fortemente inhibidas polo seu produto, a glicosa 6-fosfato. As súas masas moleculares son de arredor de 100 kD. Cada unha consta de dúas metades similares de 50kD, pero só na hexoquinase II ambas as metades teñen sitios activos funcionais.

* A hexoquinase I/A encóntrase en todos os tecidos de mamífero, e considérase un "encima de mantemento" (*housekeeping enzyme*) que non se ve afectado pola maioría dos cambios metabólicos, hormonais e fisiolóxicos.
* A hexoquinase II/B constitúe a principal isoforma regulada en moitos tipos celulares e increméntase en moitos cancros.
* A hexoquinase III/C é inhibida polo seu substrato a glicosa a concentracións fisiolóxicas. Sábese pouco sobre as características regulatorias desta isoforma.

### Hexoquinase IV ("glicoquinase")

A hexoquinase IV de mamífero, tamén chamada glicoquinase, difire doutras hexoquinases en cinética e funcións.

A fosforilación a nivel subcelular ten lugar cando a glicoquinase se traslada do núcleo celular ao citoplasma nas células hepáticas. A glicoquinase só pode fosforilar a glicosa se a concentración deste substrato é alta dabondo; a súa Km pola glicosa é 100 veces máis alta do que a das hexoquinases I, II, e III.

A hexoquinase IV é monomérica e duns 50kD, mostra cooperatividade positiva coa glicosa, e non é inhibida alostericamente polo seu produto, a glicosa 6-fosfato.

A hexoquinase IV está presente no fígado, páncreas, hipotálamo, intestino delgado, e quizais nalgunhas outras células neuroendócrinas, e xoga un importante papel regulatorio no metabolismo de carbohidratos. Nas células beta dos illotes pancreáticos, serve de sensor da glicosa para controlar a liberación de insulina, e de xeito similar controla a liberación de glicagón nas células alfa. Nos hepatocitos do fígado, a glicoquinase responde aos cambios nos niveis de glicosa no ambiente celular incrementando ou reducindo a síntese de glicóxeno.

A hexoquinase na glicólise
--------------------------

A glicosa ten a característica de que pode utilizarse para producir ATP en todas as células, tanto en presenza coma en ausencia de osíxeno (O2). A primeira reacción da glicólise é a fosforilación da glicosa pola hexoquinase.

Ao catalizaren a fosforilación da glicosa para formar glicosa 6-fosfato, as hexoquinases manteñen o gradiente de concentración que favorece o transporte facilitado de glicosa ás células. Esta reacción tamén inicia todas as vías fisioloxicamente relevantes de utilización da glicosa, como a glicólise e a vía da pentosa fosfato. A adición dun grupo fosfato cargado na posición 6 da hexosa asegura que a glicosa e os análogos 2-desoxihexosa da glicosa (por exemplo a 2-desoxiglicosa e a 2-fluoro-2-desoxiglicosa) van quedar "atrapados" dentro das células, xa que a hexosa cargada non pode atravesar facilmente a membrana plasmática e saír da célula.

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
| D-Glicosa | Hexoquinase | α-D-Glicosa 6-fosfato |
|  |   |  |
| ATP | ADP |
|  |
|  |  |
|   |
|   |  |  |

Asociación coas mitocondrias
----------------------------

As hexoquinases I e II poden asociarse fisicamente á superficie externa da membrana mitocondrial externa ao unirse especificamente a unha porina, ou a unha canle aniónica dependente de voltaxe. Esta asociación dálle á hexoquinase un acceso directo ao ATP xerado pola mitocondria, o cal é un dos dous substratos da hexoquinase (ATP e glicosa). A hexoquinase mitocondrial aumenta moito os seus niveis nas células de tumores malignos de rápido crecemento, chegando a niveis de ata 200 veces maiores dos que hai nos tecidos normais. A hexoquinase unida ás mitocondrias é a forza impulsora das taxas glicolíticas extremadamente altas que se observan en aerobiose nas células tumorais (o chamado efecto Warburg descrito por Otto Heinrich Warburg en 1930).

Notas
-----

1. ↑  PDB 3O08; Kuettner EB, Kettner K, Keim A, Svergun DI, Volke D (2010). "Crystal structure of dimeric KlHxk1 in crystal form I". doi:10.2210/pdb3o08/pdb.
2. ↑  Robey, RB; Hay, N (2006). "Mitochondrial hexokinases, novel mediators of the antiapoptotic effects of growth factors and Akt". *Oncogene* **25** (34): 4683–96. PMID 16892082. doi:10.1038/sj.onc.1209595.
3. ↑  Bustamante E, Pedersen P (1977). "Copia arquivada". *Proc Natl Acad Sci USA* **74** (9): 3735–9. Bibcode:1977PNAS...74.3735B. PMC 431708. PMID 198801. doi:10.1073/pnas.74.9.3735. Arquivado dende o orixinal o 04 de maio de 2008. Consultado o 06 de decembro de 2013.

Véxase tamén
------------

### Outros artigos

* glicoquinase
* glicólise
* glicóxeno
* insulina
* glicosa-6-fosfatase

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q982914
* BRE: 2348445
* EBID: ID
* MAG: 2779826832

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores | 
* EC: 2.7.1.1
* MeSH: D006593
* MeSH: D08.811.913.696.620.300

 |