Le reazioni della glicolisi: fosfofrutto chinasi - la seconda utilizzazione dell'ATP

Nella reazione 3 della glicolisi la fosfofrutto chinasi (PFK) fosforila l'F6P per formare il fruttosio-1,6-bisfosfato (FBP). Questa reazione è simile a quella dell'esochinasi. La PFK catalizza l'attacco nucleofilo da parte del gruppo C(1)-OH dell'F6P sull'atomo di fosforo elettrofilo del complesso ATP-Mg2+. La PFK ha una funzione prioritaria nel controllo della glicolisi in quanto catalizza una delle reazioni che determinano la velocità complessiva della via metabolica. In molti organismi l'attività della PFK viene aumentata allostericamente da diverse sostanze, tra cui l'AMP, e viene inibita sempre allostericamente da altri composti, come l'ATP e il citrato.
ALDOLASI
L'aldolasi catalizza la reazione 4 della glicolisi, la scissione dell'FBP per generare i due triosi gliceraldeide-3-fosfato (GAP) e diidrossiacetone fosfato (DHAP). Questa reazione è una scissione aldolica (l'inverso della condensazione aldolica) il cui meccanismo organico è catalizzato da una base. La scissione aldolica sull'F6P genera due composti C(3) interconvertibili tra loro che possono quindi entrare in una via degradativa comune. L'intermedio enolato che compare nella scissione aldolica viene stabilizzato per risonanza, per il carattere elettron-attrattore dell'atomo di ossigeno del gruppo carbonilico. Vi sono due tipi di aldolasi che si differenziano in base al metodo chimico utilizzato per stabilizzare l'enolato. Nell'aldolasi della classe I, presenti negli animali e nelle piante, la reazione avviene nel modo seguente:
1.Legame del substrato;
2.Reazione del gruppo carbonilico dell'FBP con il gruppo amminico del residuo di Lys presente nel sito attivo per formare un catione imminico, cioè una base di Schiff protonata;
3.Rottura del legame C(3)—C(4) con formazione dell'enammina e liberazione della GAP. Quindi la catalisi avviene in quanto l'intermedio enammina è più stabile del corrispondente intermedio enolato della reazione di scissione aldolica catalizzata da una base;
4.Protonazione dell'enammina a catione imminico;
5.Idrolisi di questa immina con rilascio di DHAP e rigenerazione dell'enzima libero;
La partecipazione alla catalisi dei residui di Cys e His in qualità di acido e di base facilita il trasferimento del protone. Le aldolasi della classe II, presenti nei funghi, nelle alghe e in alcuni batteri, non formano la base di Schiff con il substrato. In questo caso viene utilizzato un catione bivalente, di solito lo Zn2+, che polarizza l'atomo di ossigeno del gruppo carbonilico del substrato, stabilizzando l'intermedio enolato della reazione. Comunque, entrambi le classi di aldolasi utilizzano in questi meccanismi una cinetica tip Uni Bi.