Fructose-1,6-bisphosphatase
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LoslegenEnglisch: fructose-1,6-bisphosphatase
Definition
Fructose-1,6-bisphosphatase, kurz FBPase, ist ein Enzym, das die Umwandlung von Fructose-1,6-bisphosphat in Fructose-6-phosphat katalysiert. Es kommt in mehreren Stoffwechselwegen vor.
Genetik
Beim Menschen gibt es zwei Isoformen der Fructose-1,6-bisphosphatase, welche durch die Gene FBP1 und FBP2 auf Chromosom 9 an Genlokus 9q22.32 kodiert werden.
Biochemie
Die Fructose-1,6-bisphosphatase wird in der Leber und in den Muskeln exprimiert und benötigt Mg2+ als Cofaktor. Sie katalysiert folgende Reaktion der Gluconeogenese:
| Fructose-1,6-bisphosphat + H2O → Fructose-6-phosphat + Pi |
Die umgekehrte Reaktion von Fructose-6-phosphat zu Fructose-1,6-bisphosphat wird in der Glykolyse durch die Phosphofructokinase-1 (PFK-1) katalysiert. Die Umsetzungsreaktion der FBPase ist eine der drei Reaktionen, welche die Gluconeogenese von der Glykolyse unterscheidet. Die beiden anderen werden durch die Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase und die Glucose-6-phosphatase katalysiert.
Die FPBase ist weiterhin ein Enzym des Pentosephosphatwegs.
Regulation
Die Fructose-1,6-bisphosphatase ist ein wichtiger Ansatzpunkt für die Koordination von Gluconeogenese und Glykolyse. Das Enzym wird durch AMP und Fructose-2,6-bisphosphat synergistisch gehemmt. Fructose-2,6-bisphosphat ist wiederum eine starker allosterischer Aktivator der Phosphofructokinase-1, und somit der Glykolyse. Aktiviert wird die Fructose-1,6-bisphosphatase durch Nitrat.
Klinik
Mutationen im FBP1-Gen können zu Defekten der Fructose-1,6-bisphosphatase führen, die sich klinisch als Fructose-1,6-Bisphosphatase-Mangel manifestieren. Bei diesen Patienten treten nach einer Nahrungskarenz von mehr als 12 Stunden Hypoglykämien auf.
Die Fructose-1,6-bisphosphatase spielt auch bei der Pathophysiologie des Diabetes mellitus Typ 2 eine Rolle, da bei dieser Erkrankung die Gluconeogenese in der Leber zu Hyperglykämien führt. Pharmakologisch versucht man diesen Aspekt mit Hilfe von FBPase-Inhibitoren zu adressieren. Diese Substanzen werden zur Zeit (2022) in klinischen Studien getestet.