Hexoquinasa

De Wikipedia, la enciclopedia libre
Saltar a: navegación, búsqueda
Hexocinasa
Estructuras disponibles
PDB Búsqueda en Human Uniprot: PDBeRCSB
Identificadores
Símbolos HK1 (HUGO: 4922); HXK1; HK1-tc
Identificadores externos OMIM142600 GeneCardsGen HK1 IntEnz2.7.1.1 BRENDA2.7.1.1 ExPASyNiceZyme view MetaCycvía metabólica PRIAMperfil KEGGenzima:2.7.1.1
Número EC 2.7.1.1
Locus Cr. 10 q22
Estructura/Función proteica
Tamaño ~920 (aminoácidos)
Peso molecular ~102,000 (Da)
Tipo de proteína Transferasa : Cinasa
Productos alternativos 5 isoformas
Información adicional
Tipo de célula Músculo, Cerebro, Hígado
Localización subcelular Citosol
Ruta(s) Glucólisis
Gluconeogénesis
Metabolismo de: Fructosa, Manosa, Galactosa, Almidón, Sacarosa, Aminoazúcares
Síntesis de estreptomicina
Interacciones moleculares Puede estar asociada con una porina de la membrana mitocondrial externa. (VDAC1)
Datos enzimáticos
Actividad catalítica Transferencia de un grupo fosfato a una D-hexosa, gastando ATP
Cofactor(es) Mg2+, en forma de MgATP2-
Regulación enzimática Pictogram voting support.svg Glc, Fru6P(HK4) Pictogram voting delete.svg Glc6P (HK2, HK3)
Datos biotecnológicos/médicos
Enfermedades Anemia Hemolítica
Ortología
Especies Humano Ratón
Entrez 3098 n/a
UniProt P19367 n/a
RefSeq (mRNA) NM_000188 n/a
PubMed (búsqueda) [1]
PMC (búsqueda) [2]  
Hexocinasa 2

Hexocinasa 2, humana
Identificadores
Símbolos HK2 (HUGO: 4923); HKII, HXK2, DKFZp686M1669
Identificadores externos OMIM601125 GeneCardsGen HK2 IntEnz2.7.1.1 BRENDA2.7.1.1 ExPASyNiceZyme view MetaCycvía metabólica PRIAMperfil KEGGenzima:2.7.1.1
Número EC 2.7.1.1
Locus Cr. 2 p13
Estructura/Función proteica
Tamaño 917 (aminoácidos)
Peso molecular 102380 (Da)
Ortología
Especies Humano Ratón
Entrez 3099 n/a
UniProt P52789 n/a
RefSeq (mRNA) NM_000189 n/a
PubMed (búsqueda) [3]
PMC (búsqueda) [4]  
Hexocinasa 3 (Leucocito)
Identificadores
Símbolos HK3 (HUGO: 4925); HXK3; HKIII
Identificadores externos OMIM142570 GeneCardsGen HK3
Número EC 2.7.1.1
Locus Cr. 5 q35.2
Estructura/Función proteica
Tamaño 923 (aminoácidos)
Peso molecular 98919 (Da)
Ortología
Especies Humano Ratón
Entrez 3101 n/a
UniProt P52790 n/a
RefSeq (mRNA) NM_002115 n/a
Hexocinasa 4

Glucokinasa humana. La flecha muestra el sitio activo con una molécula de glucosa.
Identificadores
Símbolos GCK (HUGO: 4195); GK, GLK, HHF3, HK4, HKIV, HXKP, MODY2
Identificadores externos OMIM138079 GeneCardsGen GCK IntEnz2.7.1.1 BRENDA2.7.1.1 ExPASyNiceZyme view MetaCycvía metabólica PRIAMperfil KEGGenzima:2.7.1.1
Número EC 2.7.1.1
Locus Cr. 7 p15
Estructura/Función proteica
Tamaño ~465 (aminoácidos)
Peso molecular ~52100 (Da)
Productos alternativos 3 isoformas. La isoforma 1 se da en el páncreas, y las otras dos, se expresan en el hígado.
Ortología
Especies Humano Ratón
Entrez 2645 n/a
UniProt P35557 n/a
RefSeq (mRNA) NM_000162 n/a
PubMed (búsqueda) [5]
PMC (búsqueda) [6]  

Las hexocinasas (número EC 2.7.1.1) son un grupo de enzimas del tipo transferasa, que pueden transferir un grupo fosfato desde una molécula de "alta energía" a otra, que actuará como aceptora de este fosfato, denominada sustrato. Esta transferencia se denomina fosforilación.

Por otra parte, el prefijo indica que esta enzima puede fosforilar a cualquier hexosa (un monosacárido -azúcar- como la glucosa o fructosa), por tanto, es una enzima de baja especificidad.

Su rol en la célula es variado, sin embargo se encuentra asociada mayormente al metabolismo celular, y específicamente, el rol de mayor importancia se encuentra en la glucólisis, dónde esta enzima fosforila a una molécula de glucosa, a partir de ATP, con lo cual se inicia la vía principal de metabolismo de azúcares, esto es, el camino principal por dónde los seres vivos obtienen energía a partir de éstos compuestos.

Como se encuentra asociada a la glucólisis, esta enzima está presente en prácticamente la totalidad de seres vivos del planeta, y es por esto que posee formas y tamaños muy diversos, un remanente de la larga historia evolutiva de ésta enzima.

Estructura[editar]

Catálisis[editar]

Sitio activo[editar]

Reacción General[editar]

La reacción general de esta familia es la siguiente:

Hexosa + ATP \xrightarrow{Hexocinasa} Hexosa\cdot 6\cdot fosfato + ADP


En la Glucólisis[editar]

Hexocinasa en los seres vivos[editar]

Isoformas[editar]

Hexocinasa 1[editar]

Originalmente se separaron 4 isoformas mediante cromatografía de intercambio iónico[1] y por electroforesis.[2] La quinta isoforma (HKI-td) fue caracterizada en el año 2000.[3] Las 5 isoformas mostradas son producidas por splicing alternativo. La mayor diferencia se muestra en el extremo N-terminal o extremo 5', ya que ésta parte de la proteína se relaciona con la regulación de su función, mientras que la actividad catalítica está asociada a su extremo C-terminal o extremo 3'.[4] Éstas isoformas son las que se encuentran en los seres humanos.[5]

Isoforma 1 (HKI)[editar]

Esta es la isoforma ubicua (presente en todas las células). Su extremo 5' incluye un exón que genera un extremo N-terminal con un dominio de unión de porina (PBD). Éste dominio permite la asociación a la membrana mitocondrial.[6]

Isoforma 2 (HKI-R)[editar]

HKI-R codifica para una isoforma específica de eritrocitos. Ésta variante carece del dominio PBD, y por lo tanto, se localiza en el citoplasma. Esta isoforma posee un exón en el extremo 5', que le otorga la especificidad a eritrocitos, y que codifica para un extremo N-terminal diferente.[7]

Isoforma 3 y 4 (HKI-ta/tb)[editar]

La isoforma 3 (HKI-ta) y la isoforma 4 (HKI-tb) poseen 4 exones en el extremo 5', que son específicos para testis(tejido testicular) y que codifican para un extremo N-terminal propio de éstas isoformas y carecen del dominio PBD. La única diferencia entre ellas, es que la isoforma 4 posee un fragmento adicional de 54 nucleótidos.[8] [9]

Isoforma 5 (HKI-td)[editar]

Al igual que las isoformas 3 y 4, posee los exones específicos de tejidos testicular, e incluye el fragmento adicional de 54 nucleótidos, al igual que la isoforma 4. Esta isoforma posee un extremo N-terminal específico y también carece del dominio PBD, por lo que se encuentra en el citosol.[10]

Hexocinasa 2[editar]

La hexocinasa 2 se encuentra de forma predominante en el músculo esquelético. Se localiza en la membrana externa de la mitocondria. La expresión de este gen está modulada por la insulina. Estudios en Mus musculus (ratón) sugiere que está involucrada en un incremento de la glucólisis en células cancerígenas.[11] [12]

Hexocinasa 3[editar]

La HK3 se encuentra en los leucocitos, y es una enzima alostérica, modulada negativamente por su producto Hexosa-6-fosfato.

Hexocinasa 4 (También llamada Glucoquinasa)[editar]

Isoforma 1[editar]

Esta variante codifica la isoforma que se expresa específicamente en las células beta de los islotes pancreáticos. La especificidad es otorgada por el primer exón, que posee un 5'-UTR único. Esta isoforma posee un extremo N-terminal particular, y el resto de la proteína es idéntica a las otras dos isoformas.[13]

Isoforma 2[editar]

Ésta variante es la principal isoforma expresada en el hígado. El primer exon de ésta le otorga la especificidad hepática. Sin embargo, carece de un segundo exón específico para el hígado, que si se encuentra en la isoforma 3. Se diferencia de las demás sólo en su extremo N-terminal.[14]

Isoforma 3[editar]

Esta variante es específica del hígado, lo cual es dado por su primer exón, común para las isoformas 2 y 3. Es el segundo exón único para esta isoforma. Se diferencia de las demás sólo en su extremo N-terminal.[15]

Dominios Conservados[editar]

Regulación[editar]

El factor regulador clave es la concentración de producto final (glucosa 6-fosfato), regulación alostérica. necesita del cofactor Mg++ y ATP para su funcionamiento.

Referencias[editar]

  1. González, C. et. al. Multiple molecular forms of ATP:hexose 6-phosphotransferase from rat liver. Biochem. Biophys. Res. Commun. 16:347 -352 (1964)
  2. 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)
  3. 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)
  4. 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
  5. Comentarios sobre HK1 en Uniprot
  6. HKI
  7. HKI-R
  8. HKI-ta
  9. HKI-tb
  10. HKI-td
  11. HK2 en Pubmed
  12. 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
  13. GCK isoforma 1
  14. GCK isoforma 2
  15. GCK isoforma 3