Ein Mangel an PFKM in den Muskeln bewirkt eine abnormale Anreicherung von Glucose-6-phosphat und Fructose-6-phosphat und kann zur Tarui-Krankheit führen.[1]
Das 85kDa schwere Protein ist eines von drei Untereinheitstypen, welche die fünf tetrameren PFK-Isozyme bilden.[4][5] Das Muskelisozym von PFK1 besteht ausschließlich aus PFKM.[4][6] Die Leber-PFK (PFK-5) enthält ausschließlich den zweiten Untereinheitstyp, PFKL, während die Erythrozyten-PFK fünf Isozyme enthält, die aus verschiedenen Kombinationen von PFKM und PFKL zusammengesetzt sind.[4][5] Diese Untereinheiten entwickelten sich aus einem gemeinsamen prokaryotischen Vorfahren durch Genduplikation und Mutationsereignissen. Im Allgemeinen übt der N-Terminus der Untereinheiten ihre katalytische Aktivität aus, während der C-Terminus allosterische Ligandenbindungsstellen enthält.[7]
Das PFKM-Gen codiert für eine von drei Proteinuntereinheiten der PFK, die exprimiert und gewebespezifisch zum tetrameren PFK zusammengefasst werden. Als PFK-Untereinheit ist PFKM an der Katalyse der Phosphorylierung von Fructose-6-phosphat zu Fructose-1,6-bisphosphat beteiligt. Diese irreversible Reaktion ist der wichtigste geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Glykolyse.[4][8]
Obwohl die PFKM-Untereinheit hauptsächlich in Muskel- und Erythrozyten-PFK eingebaut ist, wird PFKM auch im Herzen, im Gehirn und im Hoden exprimiert.[9]
Da die Erythrozyten-PFK sowohl aus PFKL als auch aus PFKM besteht, wird diese heterogene Zusammensetzung mit der unterschiedlichen PFK-Aktivität und Organbeteiligung in Verbindung gebracht, die in einigen erblichen PFK-Mangelzuständen beobachtet werden, in denen eine Myopathie, eine Hämolyse oder beides auftreten kann, wie bei der Glykogenspeicherkrankheit Typ VII, ebenfalls bekannt als Tarui-Krankheit. Es wurde gezeigt, dass Mutationen im PFKM-Gen aufgrund der Homozygotie für katalytisch inaktive M-Untereinheiten die Tarui-Krankheit verursachen.[5][10] Es wurde bestätigt, dass PFKM an einem Muskel-PFK-Mangel mit früh einsetzender Hyperurikämie beteiligt ist.[5]
↑Donald Voet, Judith G. Voet, Charlotte W. Pratt:Lehrbuch der Biochemie. 3. Auflage. John Wiley & Sons, 2019, ISBN 978-3-527-82123-5, S.644 (eingeschränkte Vorschauin der Google-Buchsuche).
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