ホスホフルクトキナーゼ2
PFKFB1はX染色体に位置し、最もよく研究されている肝臓型の酵素をコードする遺伝子である。PFKFB1からは、異なるプロモーターによってL型、M型、F型のPFK-2が産生され、これら3つの組織特異的バリアントは異なる調節を受ける。
L型: 肝臓型 インスリンは肝臓のPFK-2の機能を活性化し、解糖系で利用可能な血中グルコースが豊富に存在することを示す。インスリンはPFK-2を脱リン酸化するプロテインホスファターゼを活性化し、PFK-2活性を優位にする。その結果、PFK-2によるFru-2,6-P2の産生が増加する。この反応産物はPFK-1をアロステリックに活性化するため、解糖系を活性化し糖新生を阻害することとなる。 反対に、グルカゴンはFBPase-2活性を増加させる。血糖値が低い場合には、グルカゴンはcAMPシグナル伝達カスケードを開始し、そしてプロテインキナーゼA(PKA)がN末端付近のセリン32番残基をリン酸化する。これによって二機能酵素のキナーゼ作用が不活性化され、ホスファターゼ活性が安定化される。そのため、グルカゴンはFru-2,6-P2の濃度を低下させ、解糖系の割合を低下させて解糖系経路を刺激する。
M型: 骨格筋型、F型: 線維芽細胞型、胎児組織型 他のPFK-2とは異なり、骨格筋と胎児組織のPFK-2はフルクトース-6-リン酸の濃度によってのみ調節される。これらのPFK-2の最初のエクソンには、リン酸化/脱リン酸化による機能変化を引き起こすために必要な調節部位が存在しない。高濃度のフルクトース-6-リン酸はキナーゼ機能を活性化して解糖系の割合を増加させる一方、低濃度の場合にはホスファターゼ作用を安定化する。
この酵素ファミリーは解糖系と糖新生の割合を維持するため、特に糖尿病やがん細胞における代謝制御による治療効果が期待される。酸素の制限によって、PFK-2の遺伝子全て(PFKFB3が最も劇的である)が活性化されることが示されている。PFK-2/FBPase-2活性の制御は、心臓の機能、特に虚血に対する機能や低酸素に対する制御と関係している。こうしたPFK-2遺伝子の応答特性は、強い進化的な生理適応である可能性があると考えられている。一方で、多くのヒトのがん細胞(白血病、肺がん、乳がん、結腸がん、膵臓がん、卵巣がんなど)ではPFKFB3やPFKFB4が過剰発現しており、この代謝の変化はワールブルク効果に関与している可能性が高い。
また、PFK-2/FBPase-2タンパク質をコードするPFKFB2遺伝子は、統合失調症の素因と関連づけられている。