Активаторы ферментов — это молекулы, которые связываются с ферментами и повышают их активность . Они являются противоположностью ингибиторов ферментов . Эти молекулы часто участвуют в аллостерической регуляции ферментов при контроле метаболизма . В некоторых случаях, когда субстрат связывается с одной каталитической субъединицей фермента, это может вызвать увеличение сродства субстрата, а также каталитической активности в других субъединицах фермента, и, таким образом, субстрат действует как активатор.
Примером активатора фермента, работающего таким образом, является фруктозо-2,6-бисфосфат , который активирует фосфофруктокиназу 1 и увеличивает скорость гликолиза в ответ на гормон глюкагон .
Гексокиназа -I (HK-I) является активатором фермента, поскольку она втягивает глюкозу в путь гликолиза . Ее функция заключается в фосфорилировании глюкозы с высвобождением глюкозо-6-фосфата (G6P) в качестве продукта. HK-I не только сигнализирует об активации глюкозы в гликолизе, но и поддерживает низкую концентрацию глюкозы для облегчения диффузии глюкозы в клетку. Она имеет два каталитических домена (N-концевой домен и C-концевой домен), которые соединены через α-спираль. N-конец действует как аллостерический регулятор C-конца; C-конец является единственным, который участвует в каталитической активности. HK-I регулируется концентрацией G6P, где G6P действует как ингибитор обратной связи. При низкой концентрации G6P HK-I активируется; при высокой концентрации G6P HK-I ингибируется. [1]
Глюкокиназа (GK) — это фермент, который участвует в гликолитическом пути, фосфорилируя глюкозу в глюкозо-6-фосфат (G6P). Это изофермент гексокиназы, который в основном обнаруживается в β-клетках поджелудочной железы, а также в клетках печени, кишечника и мозга, где гликолиз вызывает секрецию инсулина, вызванную глюкозой. [2] Активатор глюкокиназы снижает концентрацию глюкозы в крови, усиливая усвоение глюкозы в печени и увеличивая выработку инсулина β-клетками поджелудочной железы. [2] В связи с этим глюкокиназа и активаторы глюкокиназы являются центром лечения для людей с сахарным диабетом 2 типа. Глюкокиназа имеет один аллостерический сайт, где белок, регулирующий глюкозу (GKRP), связывается в ядре клетки в своей неактивной форме, когда в клетке присутствует низкая концентрация глюкозы. Однако, когда концентрация глюкозы в клетке увеличивается, комплекс глюкокиназа-GKRP распадается, и GK переходит в цитоплазму, где затем фосфорилирует глюкозу. Глюкоза, когда ее много в клетках, действует как активатор фермента глюкокиназы. Активация глюкокиназы в β-клетках и клетках печени приводит к поглощению глюкозы и выработке гликогена. Эта активация в β-клетках приводит к секреции инсулина, что способствует поглощению глюкозы и ее хранению в виде гликогена в мышцах. [3]