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ホスホフルクトキナーゼとは?

ほすほふるくときなーぜ

ホスホフルクトキナーゼとは、解糖系において果糖6-リン酸をリン酸化する調節酵素で、細胞のエネルギー代謝の鍵を握る酵素です。

ホスホフルクトキナーゼ(Phosphofructokinase、PFK)は、解糖系の第3段階触媒する酵素で、果糖6-リン酸フルクトース6-リン酸)にATPからリン酸基を転移し、果糖1,6-ビスリン酸を生成する反応を担います。この反応は生理的条件下では事実上不可逆であり、解糖系全体の流量を決定する「律速酵素」として機能します。

ホスホフルクトキナーゼには主に2種類あります。

  • PFK-1:解糖系の古典的な律速酵素。ATPやクエン酸によって阻害され、AMP・AMPや果糖2,6-ビスリン酸によって活性化される。
  • PFK-2:果糖2,6-ビスリン酸を生成する酵素で、PFK-1の活性調節に間接的に関与する。

PFK-1はアロステリック酵素の代表例として知られており、細胞のエネルギー状態(ATP/AMP比)やグルコース代謝状態をリアルタイムに感知して活性が調節されます。ATPが豊富なときは活性が低下して解糖が抑制され、エネルギーが不足するとAMPが増加して活性が高まり解糖が促進されます。

医学的には、PFK欠損症(タルイ病)と呼ばれる遺伝性代謝疾患が知られており、筋肉内でのグルコース利用障害と溶血性貧血を引き起こします。解糖系の制御機構を理解するうえで欠かせない中心的な酵素です。

使い方・例文

生化学の教科書でエネルギー代謝の調節を説明する際に、ホスホフルクトキナーゼはアロステリック調節の典型例として登場します。運動時に筋肉でAMPが増加するとこの酵素が活性化し、解糖が加速してエネルギー産生が高まります。

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