磷酸果糖激酶研究进展.doc

1、磷 酸 果 糖 激 酶 研 究 进 展杨 益 坤 生 命 科 学 学 院 SA16008074摘 要 ： 磷 酸 果 糖 激 酶 掌 握 着 糖 酵 解 开 始 的 钥 匙 ， 是 糖 酵 解 中 最 重 要 的 控 制 点 。 糖 酵解 速 度 主 要 取 决 于 磷 酸 果 糖 激 酶 ， 它 是 个 限 速 酶 ， 其 受 多 个 途 径 调 控 ： 受 ADP 别 构激 活 、 ATP 别 构 抑 制 ； 受 柠 檬 酸 、 脂 肪 酸 别 构 抑 制 ； 受 果 糖 -2,6-二 磷 酸 的 调 控 ； 受H+抑 制 。 生 物 体 对 磷 酸 果 糖 激 酶 的 调 控 十 分 精

2、 细 。 对 于 磷 酸 果 糖 激 酶 的 研 究 和 应 用 主要 在 于 对 于 糖 尿 病 的 治 疗 ， 磷 酸 果 糖 激 酶 的 变 构 效 应 的 研 究 ， 磷 酸 果 糖 激 酶 在 糖 酵 解中 的 地 位 等 等 。 本 文 就 磷 酸 果 糖 激 酶 的 研 究 进 展 进 行 综 述 。关 键 词 ： 磷 酸 果 糖 激 酶 别 构 激 活 别 构 抑 制 柠 檬 酸 结 合 位 点 乳 酸 糖 尿 病 地 位 一 磷 酸 果 糖 激 酶 简 介名 称 ： 磷 酸 果 糖 激 酶 （ fructose-1,6-bisphosphate）磷 酸 果 糖 激 酶 1（

3、Phosphofructokinase-1； PFK-1） 是 一 种 糖 酵 解 作 用 里 一 种 重 要的 酶 ， 是 一 种 由 4 个 次 单 位 组 成 的 异 位 （ allosteric） 酵 素 ， 可 受 多 种 活 化 剂 与 抑 制 剂调 控 。 糖 酵 解 （ glycolysis） 是 指 在 细 胞 质 中 将 葡 萄 糖 分 解 成 为 丙 酮 酸 的 过 程 ， 期 间 每分 解 一 分 子 葡 萄 糖 产 生 两 分 子 丙 酮 酸 以 及 两 分 子 ATP。 属 于 呼 吸 作 用 的 第 一 个 阶 段 ，随 后 根 据 有 氧 与 否 将 丙 酮 酸

4、 进 行 柠 檬 酸 循 环 或 发 酵 。 在 糖 解 作 用 里 ， PFK-1 是 负 责将 果 糖 -6-磷 酸 与 ATP 转 变 成 为 果 糖 -1,6-双 磷 酸 与 ADP。糖 酵 解 过 程 中 ， 6-磷 酸 果 糖 生 成 1， 6-二 磷 酸 果 糖 ( Fructosel， 6bisphosphate， F-1， 6-BP)， 催 化 此 反 应 的 酶 是 6-磷 酸 果 糖 激 酶 1(6-phosphofructokinase1， PFK1)， 这是 糖 酵 解 途 径 的 第 二 次 磷 酸 化 反 应 ， 需 要 ATP 与 Mg2+参 与 ， G“0=-

5、14.2KJ/mol，反 应 不 可 逆 。 6-磷 酸 果 糖 激 酶 1 是 糖 酵 解 过 程 的 主 要 限 速 酶 ， 是 糖 酵 解 过 程 中 的 主 要调 节 点 。 至 此 ， 糖 酵 解 完 成 了 代 谢 的 第 一 个 阶 段 。催 化 反 应 ： 果 糖 -6-磷 酸 +ATP 果 糖 -1,6-二 磷 酸 +ADP辅 助 因 子 ： Mg2+催 化 机 制 ：镁 离 子 将 ATP 外 侧 的 两 个 磷 酸 基 团 作 用 ， 使 磷 原 子 更 容 易 接 受 孤 对 电 子 的 亲 和 进攻 ， 使 两 个 磷 原 子 之 间 的 氧 桥 所 共 用 的 电

6、子 对 向 氧 原 子 一 方 转 移 ， ATP 的 磷 酸 集 团有 利 于 氧 桥 断 裂 ， 并 与 果 糖 -6-磷 酸 分 子 结 合 ， 生 成 果 糖 -1,6-二 磷 酸 。立 体 结 构 ：每 个 PFK 单 体 可 以 分 为 两 个 结 构 域 ， 1 和 2。 它 们 的 空 间 位 置 可 以 用 坐 标 系 表 示 ， 结构 域 1 从 氨 基 酸 的 末 端 开 始 ， 包 括 五 个 折 叠 区 域 和 五 个 螺 旋 区 域 。 一 个 蛋 白 质 单 体 在两 个 结 构 域 中 反 复 折 叠 。 两 个 结 构 域 自 身 都 紧 密 装 配 ， 相

7、互 之 间 接 触 比 较 松 散 ， 形 成 一个 深 的 裂 缝 。 PFK 的 四 个 亚 基 中 的 每 一 个 亚 基 都 与 其 他 两 个 亚 基 紧 密 接 触 ， 与 第 三 个亚 基 的 接 触 比 较 松 散 。 每 两 个 亚 基 形 成 一 个 超 结 构 ， 而 这 样 一 个 超 结 构 与 PFK 的 整体 结 构 非 常 相 似 ， 因 此 ， PFK 在 发 展 过 程 中 保 持 了 较 为 稳 定 的 空 间 构 象 。二 别 构 激 活 与 别 构 抑 制变 构 酶 是 体 内 一 些 代 谢 物 可 以 与 某 些 酶 分 子 活 性 中 心 以 外

8、 的 某 一 部 位 可 逆 地 结 合 ，使 酶 发 生 变 构 并 改 变 其 催 化 活 性 ， 这 种 调 节 方 式 叫 变 构 调 节 。 受 变 构 调 节 的 酶 叫 变 构酶 。 根 据 对 反 应 速 度 的 影 响 分 为 变 构 激 活 剂 、 变 构 抑 制 剂 。 变 构 酶 常 由 多 亚 基 构 成 ，包 括 催 化 亚 基 和 调 节 亚 基 。 有 多 个 亚 基 的 酶 存 在 协 同 应 。ATP 既 可 以 作 为 反 应 底 物 又 可 以 作 为 变 构 抑 制 剂 ， 其 原 因 在 于 ： 此 酶 有 二 个ATP 结 合 位 点 ， 一 个

9、是 与 作 为 底 物 的 ATP 结 合 位 点 ， 另 一 个 是 与 作 为 变 构 抑 制 剂 的ATP 结 合 位 点 ， 两 个 位 点 对 ATP 的 亲 和 力 不 同 ， ATP 与 底 物 的 ATP 结 合 位 点 亲 和 力高 ， 与 变 构 抑 制 剂 的 ATP 结 合 位 点 亲 和 力 低 。 这 样 ， 当 细 胞 内 ATP 不 足 时 ， ATP主 要 作 为 反 应 底 物 ， 保 证 酶 促 反 应 进 行 ； 当 细 胞 内 ATP 较 多 时 ， ATP 作 为 变 构 抑 制剂 ， 可 降 低 6-磷 酸 果 糖 激 酶 1 的 催 化 活 力

10、。 柠 檬 酸 、 脂 肪 酸 就 是 通 过 加 强 ATP 的 抑制 效 应 来 抑 制 磷 酸 果 糖 激 酶 的 活 性 ， 从 而 使 糖 酵 解 过 程 减 慢 。ATP 水 解 掉 一 个 磷 酸 之 后 形 成 ADP， ADP 再 水 解 释 放 一 个 磷 酸 之 后 形 成 AMP。因 为 1,6 二 磷 酸 果 糖 是 6 磷 酸 果 糖 激 酶 1 的 产 物 又 是 激 活 剂 ， 相 当 于 产 物 能 加 快 自 己的 生 成 ， 所 以 叫 正 反 馈 。 首 先 ， 6-磷 酸 果 糖 激 酶 -1 是 一 个 四 聚 体 ， 它 有 2 个 结 合ATP

11、的 位 点 ， 一 是 活 性 中 心 内 的 催 化 部 位 ， ATP 作 为 底 物 结 合 ； 另 一 个 是 活 性 中 心 以外 的 与 变 构 效 应 剂 结 合 的 部 位 ， 与 ATP 的 亲 和 力 较 低 。 6-磷 酸 果 糖 激 酶 -1 有 多 种 变构 激 活 剂 ， 2， 6-二 磷 酸 果 糖 是 最 强 的 是 因 为 2， 6-二 磷 酸 果 糖 在 生 理 浓 度 范 围 （ u mol 水 平 ） 内 就 可 以 发 挥 效 应 。 2， 6-二 磷 酸 果 糖 的 作 用 是 与 AMP 一 起 取 消 ATP、柠 檬 酸 对 6-磷 酸 果 糖

12、激 酶 -1 的 变 构 抑 制 作 用 。三 磷 酸 果 糖 激 酶 中 柠 檬 酸 结 合 位 点 的 进 化磷 酸 果 糖 激 酶 是 依 靠 复 杂 方 式 来 控 制 糖 酵 解 ， 变 构 调 节 是 调 节 催 化 作 用 的 一 种 手 段 。对 原 核 生 物 和 真 核 生 物 的 PFK 进 行 序 列 分 析 表 明 ， 磷 酸 果 糖 激 酶 在 两 种 不 同 的 物 种 内的 分 歧 是 通 过 副 本 的 变 化 和 原 核 生 物 基 因 序 列 的 变 化 引 起 的 。原 核 生 物 的 磷 酸 果 糖 激 酶 的 是 真 核 生 物 的 激 酶 大 小

13、的 1/2， 并 且 真 核 生 物 的 磷 酸果 糖 激 酶 的 调 控 措 施 要 远 远 多 于 原 核 生 物 。在 真 核 生 物 的 磷 酸 果 糖 激 酶 中 总 共 发 现 了 六 个 关 于 酶 活 性 的 结 合 位 点 ， 催 化ATP 和 果 糖 -6-磷 酸 的 结 合 位 点 ， 激 活 剂 结 合 位 点 ， 腺 嘌 呤 核 苷 酸 和 果 糖 -1,6-二 磷 酸结 合 位 点 ， 以 及 ATP 和 柠 檬 酸 盐 的 抑 制 性 结 合 位 点 。但 是 ， 在 磷 酸 果 糖 激 酶 的 N-端 的 研 究 表 明 ， 只 有 一 个 活 性 位 点 在

14、真 核 生 物 的 N-端 ;而 另 一 的 方 面 ， 变 构 调 节 的 配 体 发 生 了 变 化 。 导 致 这 种 现 象 发 生 的 原 因 是 磷 酸 果 糖激 酶 C-端 的 变 化 使 得 酶 蛋 白 可 以 为 提 高 后 续 的 代 谢 而 对 自 身 进 行 调 整 。其 中 一 种 变 构 调 节 物 质 是 柠 檬 酸 。 对 于 变 构 效 应 物 柠 檬 酸 结 合 位 点 的 研 究 表 明 ， 这个 结 合 位 点 是 来 自 于 原 核 生 物 中 的 磷 酸 果 糖 激 酶 上 的 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 /ADP 结 合 位点氨 基 酸 残 基

15、 参 与 了 柠 檬 酸 的 结 合 ， 因 此 ， 在 PFK 的 C-端 和 N-端 都 有 所 发 现 。 氨 基 酸残 基 的 变 化 是 由 基 因 的 单 点 突 变 或 者 是 化 学 修 饰 造 成 的 。到 目 前 为 止 ， 预 案 和 微 生 物 中 的 磷 酸 果 糖 激 酶 的 结 晶 结 构 已 经 有 两 类 被 测 出 ， 一 类是 大 肠 杆 菌 ， 另 一 类 是 ， 但 是 ， 大 多 数 哺 乳 动 物 的 磷 酸 果 糖 激 酶 没 有 得 到 准 确 的 结 构 ，只 有 模 式 哺 乳 动 物 的 磷 酸 果 糖 激 酶 结 构 被 构 造 。从

16、模 式 动 物 的 柠 檬 酸 结 合 位 点 研 究 中 得 到 ， 这 一 位 点 位 于 N-端 和 中 心 区 域 之 间 ，可 能 是 在 原 有 的 酶 上 形 成 一 个 裂 缝 。 但 是 ， 到 目 前 为 止 ， 没 有 关 于 柠 檬 酸 的 抑 制 作 用 的确 切 作 用 机 理 。柠 檬 酸 是 三 羧 酸 循 环 中 的 起 始 物 ， 是 衔 接 糖 酵 解 和 三 羧 酸 循 环 的 中 间 物 质 。 在 细 菌中 柠 檬 酸 的 抑 制 作 用 就 没 有 ， 但 是 在 脊 椎 动 物 中 有 较 强 的 抑 制 作 用 ， 在 昆 虫 中 的 抑 制

17、作用 较 弱 。在 最 近 的 研 究 中 表 明 有 证 据 显 示 ， 单 一 的 氨 基 酸 残 基 在 柠 檬 酸 结 合 位 点 可 决 定 酶 在三 羧 酸 循 环 中 的 敏 感 性 。 在 多 细 胞 动 物 的 演 化 中 表 明 ， 选 择 性 的 突 变 导 致 柠 檬 酸 对 磷酸 果 糖 激 酶 的 强 烈 抑 制 作 用 ， 这 也 说 明 了 对 糖 酵 解 严 格 的 控 制 对 于 哺 乳 动 物 的 重 要 性 。四 肌 肉 中 乳 酸 对 于 磷 酸 果 糖 激 酶 的 影 响磷 酸 果 糖 激 酶 是 糖 酵 解 中 的 关 键 酶 蛋 白 ， 它 的

18、构 象 受 到 多 种 物 质 的 调 节 。 包 括 一 个二 聚 体 结 构 和 一 个 四 聚 体 结 构 。 在 肌 肉 中 ， 磷 酸 果 糖 激 酶 有 不 同 的 低 聚 物 形 态 ， 包 括 四聚 体 形 态 和 二 聚 体 形 态 。 在 较 高 的 浓 度 下 ， 它 可 以 聚 集 为 更 大 的 低 聚 物 形 式 。肌 肉 中 的 磷 酸 果 糖 激 酶 的 调 控 受 到 多 种 因 素 的 调 节 ， 如 pH， 柠 檬 酸 ， ADP 等 。自 身 可 以 调 节 自 己 的 低 聚 物 的 状 态 ， 柠 檬 酸 稳 定 磷 酸 果 糖 激 酶 的 二 聚

19、体 形 态 ， 这 一形 态 与 抑 制 作 用 有 关 。 乳 酸 的 聚 集 与 磷 酸 果 糖 激 酶 的 的 抑 制 效 应 相 对 应 。 乳 酸 的 作 用 表明 ， 即 使 是 在 细 胞 内 部 的 pH 值 不 发 生 改 变 的 情 况 下 ， 也 可 以 发 生 抑 制 作 用 。磷 酸 果 糖 激 酶 在 种 子 内 的 活 动 可 以 解 释 糖 酵 解 的 活 动 ， 以 及 休 眠 种 子 在 休 眠 期 的情 况 。 对 休 眠 期 种 子 的 糖 酵 解 活 动 的 研 究 ， 进 一 步 了 解 磷 酸 果 糖 激 酶 和 磷 酸 果 糖 的作 用 和 功

20、能 。此 外 ， 磷 酸 果 糖 - 1 -激 酶 缺 陷 导 致 骨 骼 肌 糖 原 累 积 和 心 脏 病 。 这 是 一 种 罕 见 的 遗传 性 疾 病 第 七 型 糖 原 累 积 病 （ GSDVII） 。五 磷 酸 果 糖 激 酶 与 糖 尿 病 治 疗糖 尿 病 代 谢 紊 乱 主 要 是 由 于 胰 岛 素 生 物 活 性 绝 对 或 相 对 不 足 引 起 的 ， 型 糖 尿 病的 改 变 尤 为 显 著 。 型 糖 尿 病 ， 胰 岛 素 分 泌 不 足 与 胰 岛 素 抵 抗 是 其 两 个 基 本 发 病 原 因 ，而 前 者 常 继 发 于 后 者 。糖 代 谢 葡

21、萄 糖 进 入 细 胞 在 胞 内 磷 酸 化 减 少 ， 糖 酵 解 减 弱 ， 磷 酸 戊 糖 通 路 减 弱 ，三 羧 酸 循 环 减 弱 ,能 量 供 给 明 显 减 少 ， 糖 原 合 成 减 少 、 分 解 增 多 。 总 而 言 之 ， 葡 萄 糖在 肝 、 肌 肉 和 脂 肪 组 织 的 利 用 减 少 ， 肝 糖 输 出 增 多 ， 从 而 发 生 高 血 糖 。H2O2 可 增 强 白 细 胞 的 细 胞 内 杀 菌 活 性 ， 细 胞 内 H2O2。 主 要 由 糖 酵 解 产 生 的 还原 型 辅 酶 (NADP)与 氧 分 子 作 用 生 成 。 糖 尿 病 病 人

22、白 细 胞 磷 酸 果 糖 激 酶 活 性 降 低 ，糖 酵 解 明 显 降 低 ， H2O2 生 成 减 少 ， 使 白 细 胞 内 杀 菌 活 性 减 弱 。 血 糖 控 制 不 良 的 糖 尿病 病 人 细 胞 内 杀 菌 能 力 明 显 低 于 血 糖 控 制 良 好 者 ， 提 示 细 胞 内 杀 菌 能 力 与 血 糖 控 制 程度 相 关 。血 糖 控 制 不 良 的 糖 尿 病 病 人 由 于 体 内 蛋 白 质 合 成 减 少 ， 分 解 加 快 ， 体 内 蛋 白 质 进行 性 消 耗 ， 使 免 疫 球 蛋 白 、 补 体 等 生 成 减 少 ， 淋 巴 细 胞 转 化

23、明 显 降 低 ， T 细 胞 、 B 细胞 和 抗 体 数 量 减 少 。 当 病 人 合 并 糖 尿 病 酮 症 酶 中 毒 时 ， 酮 体 可 降 低 乳 酸 的 杀 菌 能 力 ，从 而 削 弱 了 血 液 杀 菌 力 和 细 胞 介 导 的 免 疫 反 应 。明 尼 苏 达 州 大 学 （ the University of Minnesota） Lange 实 验 室 的 研 究 人 员 最 近 发 现通 过 增 加 糖 代 谢 中 一 种 关 键 调 控 因 子 的 浓 度 可 以 改 善 肝 脏 中 的 糖 循 环 。 这 一 发 现 降 为 糖尿 病 以 及 肥 胖 症 提

24、供 了 一 种 新 颖 的 治 疗 方 案 。 研 究 结 果 刊 登 在 8 月 16 号 Cell Metabiolism 上 。肝 脏 是 糖 代 谢 的 主 要 场 所 ， 特 别 是 其 中 的 糖 异 生 过 程 （ 由 非 糖 物 质 合 成 葡 萄 糖 的 过程 ， 是 糖 酵 解 的 相 反 过 程 ） 。 糖 尿 病 人 （ 包 括 I 型 和 II 型 ） 的 肝 脏 中 正 是 由 于 葡 萄 糖和 脂 肪 储 存 过 多 ， 无 法 运 送 出 去 给 细 胞 利 用 而 导 致 代 谢 紊 乱 。 明 尼 苏 达 州 大 学 的 研 究 人员 针 对 这 一 方 面

25、 ， 希 望 可 以 找 到 一 种 方 法 增 加 肝 脏 运 送 葡 萄 糖 的 能 力 。 通 过 实 验 ， 他 们发 现 了 一 种 小 的 调 控 分 子 2,6-二 磷 酸 果 糖 ， 这 种 中 间 代 谢 物 是 磷 酸 果 糖 激 酶 最 强的 别 构 激 活 剂 ， 凭 借 对 它 的 调 节 ， 可 以 控 制 体 内 糖 代 谢 。Lange 实 验 室 博 士 后 吴 朝 东 以 及 其 它 科 研 人 员 利 用 小 鼠 模 型 增 加 了 2,6-二 磷 酸 果糖 的 浓 度 后 发 现 小 鼠 的 血 糖 降 低 了 。 吴 朝 东 也 同 时 注 意 到 在

26、 肥 胖 症 小 鼠 细 胞 中 通 过 改 变2,6-二 磷 酸 果 糖 的 浓 度 还 引 起 了 其 它 变 化 ， 比 如 当 2,6-二 磷 酸 果 糖 的 浓 度 增 加 时 ， 食物 摄 入 和 整 体 的 新 陈 代 谢 都 发 生 了 变 化 。 这 就 像 人 体 一 样 ： 食 物 摄 入 降 低 ， 能 量 消 耗 增加 时 ， 体 重 就 会 减 轻 。六 磷 酸 果 糖 激 酶 在 糖 酵 解 中 的 地 位糖 酵 解 的 第 一 步 是 葡 萄 糖 磷 酸 化 为 6-磷 酸 葡 萄 糖 。 哺 乳 类 动 物 体 内 已 发 现 有 4种 己 糖 激 酶 同 工

27、 酶 ， 分 别 称 为 至 型 。 6-磷 酸 葡 萄 糖 可 反 馈 抑 制 己 糖 激 酶 ， 己 糖 激酶 对 葡 萄 糖 的 亲 和 力 很 高 。 它 的 特 点 是 ： 对 葡 萄 糖 的 亲 和 力 很 低 ； 受 激 素 调 控 。肝 葡 萄 糖 激 酶 不 受 其 6-磷 酸 葡 萄 糖 抑 制 。磷 酸 化 过 程 消 耗 一 分 子 ATP， 后 面 的 过 程 证 明 ， 这 是 回 报 很 丰 厚 的 投 资 。 细 胞 膜对 葡 萄 糖 通 透 ， 但 对 磷 酸 化 产 物 6-磷 酸 葡 萄 糖 不 通 透 ， 后 者 在 细 胞 内 积 聚 并 继 续 反

28、应 ，将 反 应 平 衡 向 有 利 于 葡 萄 糖 吸 收 的 那 一 面 推 移 。 之 后 6-磷 酸 葡 萄 糖 会 在 磷 酸 己 糖 异 构酶 的 催 化 下 生 成 6-磷 酸 果 糖 （ 在 此 果 糖 也 可 通 过 磷 酸 化 进 入 糖 酵 解 途 径 ） 。接 着 6-磷 酸 果 糖 会 在 磷 酸 果 糖 激 酶 的 作 用 下 被 一 分 子 ATP 磷 酸 化 生 成 1,6-二 磷酸 果 糖 ， ATP 则 变 为 ADP。 这 里 的 能 量 消 耗 是 值 得 的 ： 首 先 此 步 反 应 使 得 糖 酵 解 不 可逆 地 继 续 进 行 下 去 ， 另

29、外 ， 两 个 磷 酸 基 团 可 以 进 一 步 在 醛 缩 酶 的 参 与 下 分 解 为 磷 酸 二 羟丙 酮 和 3-磷 酸 甘 油 醛 。 磷 酸 二 羟 丙 酮 会 在 磷 酸 丙 糖 异 构 酶 帮 助 下 转 化 为 3-磷 酸 甘 油醛 。 两 分 子 3-磷 酸 甘 油 醛 会 被 NAD+和 3-磷 酸 甘 油 醛 脱 氢 酶 (GAPDH)氧 化 生 成 1,3-二 磷 酸 甘 油 酸 (1,3-BPG)。下 一 步 反 应 ， 1,3-二 磷 酸 甘 油 酸 转 变 为 3-磷 酸 甘 油 酸 。 此 反 应 由 磷 酸 甘 油 酸 激 酶催 化 ， 2 个 1,3-

30、二 磷 酸 甘 油 酸 各 将 1 个 高 能 磷 酸 键 转 移 到 ADP 上 ， 生 成 两 分 子ATP。 在 此 ， 糖 酵 解 能 量 盈 亏 平 衡 。 两 分 子 ATP 消 耗 了 又 重 新 生 成 。 ATP 的 合 成 需要 ADP 作 原 料 。 如 果 细 胞 内 ATP 多 （ ADP 则 会 少 ） ， 反 应 会 在 此 步 暂 停 ， 直 到 有 足够 的 ADP。 这 种 反 馈 调 节 和 重 要 ， 因 为 ATP 就 是 不 被 使 用 ， 也 会 很 快 分 解 。 反 馈 调节 避 免 生 产 过 量 的 ATP， 节 省 了 能 量 。 磷 酸

31、 甘 油 酸 变 位 酶 (phosphoglycerate mutase)推 动 3-磷 酸 甘 油 酸 生 成 2-磷 酸 甘 油 酸 ， 2-磷 酸 甘 油 酸 在 烯 醇 化 酶 (enolase)的 催 化 下 生成 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 (phosphoenolpyruvate, PEP)和 水 。 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 含 有 高 能 磷酸 键 ， 是 一 种 高 能 化 合 物 。 最 后 ， 在 丙 酮 酸 激 酶 的 作 用 下 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 转 变 成 丙 酮酸 ， 并 通 过 底 物 水 平 磷 酸 化 生 成 ATP， 此 步 反

32、 应 也 受 ADP 调 节 。值 得 一 提 的 是 ， 生 成 1， 6-二 磷 酸 果 糖 后 的 大 部 分 反 应 都 是 向 能 量 升 高 的 方 向 进 行的 ， 没 有 酶 （ 磷 酸 果 糖 激 酶 (PFK),磷 酸 甘 油 酸 激 酶 (PGK)） 的 催 化 ， 是 不 会 自 发 进行 的 。 而 糖 酵 解 的 逆 过 程 -糖 异 生 （ 从 甘 油 等 非 糖 物 质 生 成 葡 萄 糖 ） 则 容 易 进 行 ， 此过 程 用 到 大 部 分 在 糖 酵 解 里 面 出 现 过 的 酶 ， 除 了 提 到 的 两 位 “车 夫 ”外 ， 它 们 只 出 现在

33、 糖 酵 解 中 。 在 糖 异 生 这 两 步 逆 反 应 会 放 出 大 量 的 热 ， 分 别 为 -14 及 -24 kJ/mol。七 小 结磷 酸 果 糖 激 酶 的 研 究 在 临 床 医 学 上 的 应 用 主 要 在 脑 科 学 ， 糖 尿 病 的 治 疗 等 方 面 。 对于 ， 对 磷 酸 果 糖 激 酶 的 研 究 ， 在 动 物 、 植 物 、 微 生 物 方 面 都 有 巨 大 的 作 用 。 对 于 磷 酸果 糖 激 酶 的 信 号 传 导 机 制 ， 作 用 机 理 都 将 会 是 研 究 的 热 点 。参 考 文 献1. 宋 惠 萍 磷 酸 果 糖 激 酶 的

34、进 化 国 外 医 学 分 子 生 物 学 分 册 第 7 卷 第 5 期 19852. 吴敏贤, 查静娟, 施教耐. 玉米叶片依赖焦磷酸的磷酸果糖激酶两种分子型动力学特性的研究J. 植物生理学报, 1986(4):38-50.3. 陶萍, 吴耀生 . 6-磷酸果糖激酶-2/果糖双磷酸酶-2 是一种重要的代谢信号酶J. 生命的化学, 2006, 26(2):110-113.4. 田克立, 林建群 , 刘相梅,等. 大肠杆菌磷酸果糖激酶基因在极端嗜酸性氧化硫硫杆菌中的表达J. 微生物学报, 2003, 43(5):592-598.5. 管玉霞, 张洪秀, 邢莉丽. 反相高效液相色谱法测定磷酸果糖激酶的活性 J. 分析科学学报, 2009, 25(2):211-213.6. 张平, 查仲玲. 1,6-二磷酸果糖治疗糖尿病性微血管病变 20 例临床观察J. 中国医院药学杂志, 1993(7).7. 韩增禄, 柳文. 肝源性糖尿病 16 例临床分析J. 山东医药, 2000, 40(21):35-35.8. 谢敏, 郝好杰, 刘杰杰,等. 脂肪间充质干细胞促进肝脏糖酵解对 2 型糖尿病大鼠高血糖的改善作用研究J. 解放军医学杂志 , 2016, 41(7):539-543.