Hexokinase
| Hexokinase 1 | ||
|---|---|---|
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| nach PDB 3O08 | ||
| Andere Namen |
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Vorhandene Strukturdaten: 1CZA, 1DGK, 1HKB, 1HKC, 1QHA, 4F9O | ||
| Eigenschaften des menschlichen Proteins | ||
| Masse/Länge Primärstruktur | 917 Aminosäuren, 102486 Da | |
| Bezeichner | ||
| Externe IDs | ||
| Enzymklassifikation | ||
| EC, Kategorie | 2.7.1.1 | |
| Vorkommen | ||
| Homologie-Familie | Hovergen | |
| Orthologe | ||
| Mensch | Hausmaus | |
| Entrez | 3098 | 15275 |
| Ensembl | ENSG00000156515 | ENSMUSG00000037012 |
| UniProt | P19367 | P17710 |
| Refseq (mRNA) | NM_000188 | NM_001146100 |
| Refseq (Protein) | NP_000179 | NP_001139572 |
| Genlocus | Chr 10: 69.27 – 69.4 Mb | Chr 10: 62.27 – 62.38 Mb |
| PubMed-Suche | 3098 | 15275
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Die Hexokinasen sind Enzyme aus dem Kohlenhydratstoffwechsel, die Hexosen (Zucker mit sechs Kohlenstoffatomen) phosphorylieren und damit jeweils in ein Hexose-Phosphat überführen, etwa Glucose in Glucose-6-phosphat.
Eigenschaften
Als Kinasen führen die Hexokinasen zu einer Phosphorylierung von Hexosen, meistens entsteht aus Glucose Glucose-6-phosphat unter Verwendung von Adenosintriphosphat. Das Glucose-6-Phosphat wird anschließend im Zuge der Glykolyse oder des Pentosephosphatwegs verstoffwechselt.
Eigenschaften
Als Kinasen führen die Hexokinasen zu einer Phosphorylierung von Hexosen, meistens entsteht aus Glucose Glucose-6-phosphat unter Verwendung von Adenosintriphosphat. Das Glucose-6-Phosphat wird anschließend im Zuge der Glykolyse oder des Pentosephosphatwegs verstoffwechselt.
Typen von Hexokinasen
Hexokinasen kommen in allen Reichen der Lebewesen vor und gehören zu den ATPasen mit actin fold. Hexokinasen kommen oftmals in mehreren Isoformen vor. In Säugetieren kommen vier Isoformen der Hexokinase vor (I, II, III und IV, oder A, B, C und D). Die Glucokinase in Säugetieren ist eine Isoform der Hexokinase in der Leber (Hexokinase IV), die jedoch nur Glucose phosphoryliert. Während bakterielle Hexokinasen eine Molmasse um 50 kDa besitzen, sind eukaryotische Hexokinasen um 100 kDa und aus zwei einander ähnlichen Teilen aufgebaut, die vermutlich evolutionär durch Genduplikation aus einer Vorläufer-Hexokinase entstanden sind. Nur in der Hexokinase II sind beide Teile enzymatisch aktiv.
In einigen Tumoren werden Hexokinasen überexprimiert.[1]
| Typ | Beschreibung | Gen(e) | Krankheiten |
|---|---|---|---|
| I (A) | kommt in allen Geweben von Säugetieren vor und gilt als „Haushaltsenzym“, das von den meisten physiologischen, hormonellen und metabolischen Veränderungen nicht betroffen ist | HK1 | Morbus Charcot-Marie-Tooth Typ 4G,[2] |
| II (B) | Hexokinase 2 stellt bei vielen Zelltypen die hauptsächliche regulierte Isoform dar und ist bei vielen Krebsarten erhöht. Es ist die Hexokinase, die in Muskel und Herz vorkommt. Hexokinase II befindet sich auch an der äußeren Mitochondrienmembran, sodass ein direkter Zugang zu ATP möglich ist.[5] | HK2 | hochexprimiert in mehreren Krebsarten, einschließlich Brustkrebs und Dickdarmkrebs[6][7][8] |
| III (C) | ist in physiologischen Konzentrationen durch Glucose substrathemmend | HK3 | überexprimiert im malignen follikulären Schilddrüsenknoten |
| IV (D) | Hexokinase IV kommt in Leber, Bauchspeicheldrüse, Hypothalamus, Dünndarm und möglicherweise in bestimmten anderen neuroendokrinen Zellen vor und spielt eine wichtige regulatorische Rolle im Kohlenhydratstoffwechsel. In den Beta-Zellen der Pankreasinseln dient es als Glucosesensor zur Steuerung der Insulinfreisetzung und in ähnlicher Weise zur Steuerung der Glukagonfreisetzung in den Alpha-Zellen. In Hepatozyten der Leber reagiert die Glucokinase auf Änderungen des Umgebungsglucosespiegels durch Erhöhen oder Verringern der Glykogensynthese. | GCK | Maturity Onset Diabetes of the Young Typ 2, |
Stoffwechsel
Gene, Proteine und Metaboliten sind zu den jeweiligen Artikeln in Wikipedia, WikiPathways oder Entrez Gene verlinkt.
Literatur
- Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer: Biochemie. 6 Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2007. ISBN 978-3-8274-1800-5.
- Donald Voet, Judith G. Voet: Biochemistry. 3. Auflage, John Wiley & Sons, New York 2004. ISBN 0-471-19350-X.
- Bruce Alberts, Alexander Johnson, Peter Walter, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts: Molecular Biology of the Cell, 5. Auflage, Taylor & Francis 2007, ISBN 978-0-8153-4106-2.
Einzelnachweise
- ↑ T. A. Smith: Mammalian hexokinases and their abnormal expression in cancer. In: British journal of biomedical science. Band 57, Nummer 2, 2000, ISSN 0967-4845, S. 170–178, PMID 10912295.
- ↑ CMT4G. In: Online Mendelian Inheritance in Man. (englisch)
- ↑ L. S. Sullivan, D. C. Koboldt, S. J. Bowne, S. Lang, S. H. Blanton, E. Cadena, C. E. Avery, R. A. Lewis, K. Webb-Jones, D. H. Wheaton, D. G. Birch, R. Coussa, H. Ren, I. Lopez, C. Chakarova, R. K. Koenekoop, C. A. Garcia, R. S. Fulton, R. K. Wilson, G. M. Weinstock, S. P. Daiger: A dominant mutation in hexokinase 1 (HK1) causes retinitis pigmentosa. In: Investigative ophthalmology & visual science. Band 55, Nummer 11, September 2014, S. 7147–7158, doi:10.1167/iovs.14-15419, PMID 25190649, PMC 4224580 (freier Volltext).
- ↑ F. Wang, Y. Wang, B. Zhang, L. Zhao, V. Lyubasyuk, K. Wang, M. Xu, Y. Li, F. Wu, C. Wen, P. S. Bernstein, D. Lin, S. Zhu, H. Wang, K. Zhang, R. Chen: A missense mutation in HK1 leads to autosomal dominant retinitis pigmentosa. In: Investigative ophthalmology & visual science. Band 55, Nummer 11, Oktober 2014, S. 7159–7164, doi:10.1167/iovs.14-15520, PMID 25316723, PMC 4224578 (freier Volltext).
- ↑ UniProt P35354#subcellular_location
- ↑ A. Schindler, E. Foley: Hexokinase 1 blocks apoptotic signals at the mitochondria. In: Cellular signalling. Band 25, Nummer 12, Dezember 2013, S. 2685–2692, doi:10.1016/j.cellsig.2013.08.035, PMID 24018046.
- ↑ D. Palmieri, D. Fitzgerald, S. M. Shreeve, E. Hua, J. L. Bronder, R. J. Weil, S. Davis, A. M. Stark, M. J. Merino, R. Kurek, H. M. Mehdorn, G. Davis, S. M. Steinberg, P. S. Meltzer, K. Aldape, P. S. Steeg: Analyses of resected human brain metastases of breast cancer reveal the association between up-regulation of hexokinase 2 and poor prognosis. In: Molecular cancer research : MCR. Band 7, Nummer 9, September 2009, S. 1438–1445, doi:10.1158/1541-7786.MCR-09-0234, PMID 19723875, PMC 2746883 (freier Volltext).
- ↑ Q. Peng, J. Zhou, Q. Zhou, F. Pan, D. Zhong, H. Liang: Silencing hexokinase II gene sensitizes human colon cancer cells to 5-fluorouracil. In: Hepato-gastroenterology. Band 56, Nummer 90, 2009 Mar-Apr, S. 355–360, PMID 19579598.