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Hexocinasa

clase de enzimas
(Redirigido desde «Hexoquinasa»)

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.

Hexocinasa
Estructuras disponibles
PDB

Buscar ortólogos: PDBe, RCSB

 Lista de códigos PDB
1QHA
 Estructuras enzimáticas
RCSB PDB, PDBe, PDBsum
Identificadores
Nomenclatura
 Otros nombres
Enzima glicolítica, hexokinasa cerebral
Símbolos HK1 (HGNC: 4922) HXK1; HK1-tc
Identificadores
externos
 Bases de datos de enzimas
IntEnz: entrada en IntEnz
BRENDA: entrada en BRENDA
ExPASy: NiceZime view
KEGG: entrada en KEEG
PRIAM: perfil PRIAM
ExplorEnz: entrada en ExplorEnz
MetaCyc: vía metabólica
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
Datos enzimáticos
Actividad catalítica Transferencia de un grupo fosfato a una D-hexosa, gastando ATP
Cofactor(es) Mg2+, en forma de MgATP2-
Datos biotecnológicos/médicos
Enfermedades Anemia Hemolítica
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)
Ortólogos
Especies
Humano Ratón
Entrez
3098
UniProt
P19367 n/a
RefSeq
(ARNm)
NM_000188 n/a
PubMed (Búsqueda)
[1]


PMC (Búsqueda)
[2]
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Hexocinasa 2

Hexocinasa 2, humana
Estructuras disponibles
PDB

Buscar ortólogos: PDBe, RCSB

 Estructuras enzimáticas
RCSB PDB, PDBe, PDBsum
Identificadores
Nomenclatura
 Otros nombres
Hexocinasa-2 (músculo)
Símbolos HK2 (HGNC: 4923) HKII, HXK2, DKFZp686M1669
Identificadores
externos
 Bases de datos de enzimas
IntEnz: entrada en IntEnz
BRENDA: entrada en BRENDA
ExPASy: NiceZime view
KEGG: entrada en KEEG
PRIAM: perfil PRIAM
ExplorEnz: entrada en ExplorEnz
MetaCyc: vía metabólica
Número EC 2.7.1.1
Locus Cr. 2 p13
Estructura/Función proteica
Tamaño 917 (aminoácidos)
Peso molecular 102380 (Da)
Ortólogos
Especies
Humano Ratón
Entrez
3099
UniProt
P52789 n/a
RefSeq
(ARNm)
NM_000189 n/a
PubMed (Búsqueda)
[3]


PMC (Búsqueda)
[4]
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Hexocinasa 3 (Leucocito)
Estructuras disponibles
PDB

Buscar ortólogos: PDBe, RCSB

 Estructuras enzimáticas
RCSB PDB, PDBe, PDBsum
Identificadores
Nomenclatura
 Otros nombres
ATP:D-hexosa 6-fosfotransferasa
Símbolos HK3 (HGNC: 4925) HXK3; HKIII
Identificadores
externos
 Bases de datos de enzimas
IntEnz: entrada en IntEnz
BRENDA: entrada en BRENDA
ExPASy: NiceZime view
KEGG: entrada en KEEG
PRIAM: perfil PRIAM
ExplorEnz: entrada en ExplorEnz
MetaCyc: vía metabólica
Número EC 2.7.1.1
Locus Cr. 5 q35.2
Estructura/Función proteica
Tamaño 923 (aminoácidos)
Peso molecular 98919 (Da)
Ortólogos
Especies
Humano Ratón
Entrez
3101
UniProt
P52790 n/a
RefSeq
(ARNm)
NM_002115 n/a
PubMed (Búsqueda)
[5]


PMC (Búsqueda)
[6]
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Hexocinasa 4

Glucokinasa humana. La flecha muestra el sitio activo con una molécula de glucosa.
Estructuras disponibles
PDB

Buscar ortólogos: PDBe, RCSB

 Estructuras enzimáticas
RCSB PDB, PDBe, PDBsum
Identificadores
Nomenclatura
 Otros nombres
Glucocinasa
Símbolos GCK (HGNC: 4195) GK, GLK, HHF3, HK4, HKIV, HXKP, MODY2
Identificadores
externos
 Bases de datos de enzimas
IntEnz: entrada en IntEnz
BRENDA: entrada en BRENDA
ExPASy: NiceZime view
KEGG: entrada en KEEG
PRIAM: perfil PRIAM
ExplorEnz: entrada en ExplorEnz
MetaCyc: vía metabólica
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.
Ortólogos
Especies
Humano Ratón
Entrez
2645
UniProt
P35557 n/a
RefSeq
(ARNm)
NM_000162 n/a
PubMed (Búsqueda)
[7]


PMC (Búsqueda)
[8]
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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 estos 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 esta enzima.

Estructura editar

Catálisis editar

Sitio activo editar

Reacción General editar

La reacción general de esta familia es la siguiente:

 

En la Glucólisis editar

Artículo principal: Glucólisis

Hexocinasa en los seres vivos editar

Véase también: Anexo:Familia de Hexocinasas

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 esta 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'.[3]​ Estas isoformas son las que se encuentran en los seres humanos.[4]​

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.[5]​

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.[6]​

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.[7]​[8]​

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.[9]​

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.[10]​[11]​

Hexocinasa 3 editar

La HK3 se encuentra en los leucocitos, y es una enzima alostérica, modulada negativamente por su producto Hexosa-6-fosfato.[12]​

Hexocinasa 4 (También llamada Glucocinasa) 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]​

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.; Ureta, T.; Sánchez, R.; Niemeyer, H. (1 de julio de 1964). «Multiple molecular forms of ATP:hexose 6-phosphotransferase from rat liver». Biochemical and Biophysical Research Communications 16 (4): 347-352. ISSN 0006-291X. PMID 5871820. doi:10.1016/0006-291x(64)90038-5. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  2. ↑ Katzen, H. M.; Schimke, R. T. (Octubre de 1965). «Multiple forms of hexokinase in the rat: tissue distribution, age dependency, and properties». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 54 (4): 1218-1225. ISSN 0027-8424. PMC 219842. PMID 5219826. doi:10.1073/pnas.54.4.1218. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  3. ↑ a b Andreoni, F.; Ruzzo, A.; Magnani, M. (7 de septiembre de 2000). «Structure of the 5' region of the human hexokinase type I (HKI) gene and identification of an additional testis-specific HKI mRNA». Biochimica Et Biophysica Acta 1493 (1-2): 19-26. ISSN 0006-3002. PMID 10978502. doi:10.1016/s0167-4781(00)00147-0. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  4. ↑ «UniProt». www.uniprot.org. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  5. ↑ «Homo sapiens hexokinase 1 (HK1), nuclear gene encoding mitochondrial protein, transcript variant 1, mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica (en inglés). Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  6. ↑ «Homo sapiens hexokinase 1 (HK1), nuclear gene encoding mitochondrial protein, transcript variant 2, mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  7. ↑ «Homo sapiens hexokinase 1 (HK1), nuclear gene encoding mitochondrial protein, transcript variant 3, mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  8. ↑ «Homo sapiens hexokinase 1 (HK1), nuclear gene encoding mitochondrial protein, transcript variant 4, mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  9. ↑ «Homo sapiens hexokinase 1 (HK1), nuclear gene encoding mitochondrial protein, transcript variant 5, mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  10. ↑ «Homo sapiens hexokinase 2 (HK2), mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  11. ↑ Mathupala, S. P.; Rempel, A.; Pedersen, P. L. (14 de julio de 1995). «Glucose catabolism in cancer cells. Isolation, sequence, and activity of the promoter for type II hexokinase». The Journal of Biological Chemistry 270 (28): 16918-16925. ISSN 0021-9258. PMID 7622509. doi:10.1074/jbc.270.28.16918. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  12. ↑ «Homo sapiens hexokinase 3 (HK3), mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  13. ↑ «Homo sapiens glucokinase (GCK), transcript variant 1, mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  14. ↑ «Homo sapiens glucokinase (GCK), transcript variant 2, mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
  15. ↑ «Homo sapiens glucokinase (GCK), transcript variant 3, mRNA». Centro Nacional para la Información Biotecnológica. Consultado el 15 de marzo de 2023. 
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