Hexocinasa
| Identificadors | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Número EC | 2.7.1.1  | ||||||||
| Bases de dades | |||||||||
| IntEnz | IntEnz view | ||||||||
| BRENDA | BRENDA entry | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme view | ||||||||
| KEGG | KEGG entry | ||||||||
| MetaCyc | metabolic pathway | ||||||||
| PRIAM | profile | ||||||||
| Estructures PDB | RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
Les hexocinases són un grup d'enzims del tipus cinasa, que poden transferir un grup fosfat des d'una molècula d'alta energia a una altra, que actuara com acceptora d'aquest fosfat, denominada substrat. Aquesta transferència s'anomena fosforilació. Per altra banda el prefix «hexo-» indica que aquest enzim pot fosforilar a qualsevol hexosa (un monosacàrid –sucre- com la glucosa o la fructosa.), per tant, és un enzim de baixa especificitat. La seva funció a la cèl·lula és variada, no obstant es troba associada majoritàriament al metabolisme cel·lular, i específicament, la seva funció de major importància es troba a la glucòlisi, on aquest enzim fosforila a una molècula de glucosa, a partir d'ATP, amb la qual cosa s'inicià la via principal del metabolisme dels sucres, aquest és, el camí principal per on els éssers vius obtenen energia a partir d'aquests compostos. Com es troba associada a la glucòlisi, aquest enzim està present a pràcticament la totalitat dels éssers vius del planeta, i és per això que posseeix formes i mides molts diverses, un romanent de la llarga història d'aquest enzim.
La reacció general d'aquesta família és la següent:
Isoformes
[modifica]Hexocinasa 1
[modifica]Originàriament es van separar 4 isoformes mitjançant cromatografia d'intercanvi iònic[1] i per electroforesi.[2] La cinquena isoforma (HKI-td) va ser caracteritzada l'any 2000.[3] Les 5 isoformes mostrades són produïdes per l'empalmament alternatiu. La major diferència es mostra en l'extrem N-terminal o extrem 5', ja que aquesta part de la proteïna es relaciona amb la regulació de la seva funció, mentre que l'activitat catalítica està associada al seu extrem C-terminal o extrem 3'.[4] Aquestes isoformes són les que es troben als éssers humans.[5]
Isoforma I (HKI)
[modifica]Aquesta és la isoforma ubiqua (present a totes les cèl·lules). El seu extrem 5' inclou un exó que genera un extrem N-terminal amb un domini d'unió de porina (PDB). Aquest domini permet l'associació a la membrana mitocondrial.[6]
Isoforma II (HKI-R)
[modifica]HKI-R codifica una isoforma específica d'eritròcits. Aquesta variant careix del domini PDB, i per tant, es localitza al citoplasma. Aquesta isoforma posseeix un exó a l'extrem 5', que li otroga l'especificitat a eritròcits, i que codifica un extrem N-terminal diferent.[7]
Isoforma III i IV (HKI-ta/tb)
[modifica]La isoforma 3 (HKI-ta) i la isoforma 4 (HKI-tb) posseeixen 4 exons en l'extrem 5', que són específics per la testis (teixit testicular) i que codifiquen per un extrem N-terminal propi d'aquestes isoformes i manquen de domini PDB. L'única diferència entre elles, és que la isoforma 4 posseeix un fragment addicional de 54 nucleòtids.[8]
Isoforma V (HKI-td)
[modifica]De la mateixa forma que les isoformes 3 i 4, posseeix els exons específics de teixit testicular, a més inclou el fragment addicional de 54 nucleòtids, igual que la isoforma 4. Aquesta isoforma posseeix un extrem N-terminal específic i també careix de domini PDB, motiu pel qual es troba al citosol.[9]
Hexocinasa 2
[modifica]La hexocinasa 2 es troba de forma predominant en el múscul esquelètic. Es localitza a la membrana externa del mitocondri. L'expressió d'aquest gen està modulada per la insulina. Estudis en Mus musculus (ratolí) suggereixen que està involucrada en un increment de la glucòlisi en cèl·lules canceroses.[10][11]
Hexocinasa 3
[modifica]La HK3 es troba als leucòcits i és un enzim al·lostèric, modulat negativament pel seu producte Hexosa-6-fosfat.
Hexocinasa 4
[modifica]Isoforma I
[modifica]Aquesta variant codifica la isoforma que s'expressa específicament a les cèl·lules beta dels illots pancreàtics. L'especificitat és atorgada pel primer exó, que posseeix un 5'-UTR únic. Aquesta isoforma posseeix un extrem N-terminal particular, i la resta de la proteïna és idèntica a les altres dues isoformes.[12]
Isoforma II
[modifica]Aquesta variant és la principal isoforma expressada al fetge. El primer exó d'aquesta li atorga l'especificitat hepàtica. Això no obstant, careix d'un segon exó específic pel fetge, que es troba a la isoforma 3. Es diferencia de la resta només pel seu extrem N-terminal.[13]
Isoforma III
[modifica]Aquesta variant és específica del fetge, la qual és donada pel seu primer exó, comú per les isoformes 2 i 3. És el segon exó únic per aquesta isoforma. Es diferencia de la resta només en el seu extrem N-terminal.[14]
Referències
[modifica]- ↑ González, C. et. al. Multiple molecular forms of ATP:hexose 6-phosphotransferase from rat liver. Biochem. Biophys. Res. Commun. 16:347 -352 (1964)
- ↑ Katzen, H. M. y Schimke, R. T. Multiple forms of hexokinase in the rat: Tissue distribution, age dependency, and properties. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 54:1218 -1225 (1965)
- ↑ Andreoni F. et al. Structure of the 5′ region of the human hexokinase type I (HKI) gene and identification of an additional testis-specific HKI mRNA. Biochim Biophys Acta 1493(1-2):19-26. (Sept, 2000)
- ↑ Magnanai M, et. al. A recombinant human 'mini'-hexokinase is catalytically active and regulated by hexose 6-phosphates. J. Biochem 285:193–199 (1992) PMID: 1637300
- ↑ Comentaris sobre HK1 a Uniprot
- ↑ Informació sobre HKI al NCBI
- ↑ Informació sobre HKI-R al NCBI
- ↑ Informació sobre HKI-ta i HKI-tb al NCBI
- ↑ Informació sobre HKI-td al NCBI
- ↑ Informació sobre HK2 al NCBI
- ↑ Mathupala,S.P.; Rempel,A. y Pedersen,P.L. Glucose catabolism in cancer cells. Isolation, sequence, and activity of the promoter for type II hexokinase. J. Biol. Chem. 270(28): 16918-16925 (1995) PMID: 7622509
- ↑ Informació sobre GCK isoforma 1 al NCBI
- ↑ Informació sobre GCK isoforma 2 al NCBI
- ↑ Informació sobre GCK isoforma 3 al NCBI
