PCK2

La fosfoenolpiruvato carboxiquinasa 2 mitocondrial (PCK2, PEPCK-M) es una isoenzima de la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PCK, PEPCK) que en humanos está codificada por el gen PCK2 en el cromosoma 14. Este gen codifica una enzima mitocondrial que cataliza la conversión de oxalacetato (OAA) a fosfoenolpiruvato (PEP) en presencia de guanosina trifosfato (GTP). Una forma citosólica de esta proteína está codificada por un gen diferente y es la enzima clave de la gluconeogénesis en el hígado. Se han descrito variantes de transcripción con empalme alternativo . [proporcionado por RefSeq, abril de 2014] ^{[ 5 ]}

El gen PCK2 codifica la forma mitocondrial de PCK y comparte una homología del 68% en la secuencia de ADN con PCK1 y una homología del 70% en la secuencia de aminoácidos con su forma citosólica codificada, PCK1. ^{[ 6 ] [ 7 ]} Además, PCK2 comparte homología estructural con PCK1 , lo que indica que los genes se originaron a partir de un gen ancestral común. ^{[ 6 ]} No obstante, aunque ambos genes poseen diez exones y nueve intrones , los tamaños de sus intrones pueden diferir en ~2 kb , con el intrón más grande en PCK2 abarcando 2,5 kb. En total, la longitud total del gen PCK2 abarca ~10 kb. Otra diferencia es la presencia de secuencias Alu en sus intrones que están ausentes en PCK1 . ^{[ 6 ]} PCK2 también contiene una secuencia de direccionamiento mitocondrial de 18 residuos en su N-terminal . ^{[ 7 ]} Los elementos reguladores potenciales, incluyendo cinco cajas GC y tres cajas CCAAT , se encuentran 1819 pb río arriba del sitio de inicio de la transcripción . ^{[ 8 ]} Además, la región promotora proximal de PCK2 contiene dos secuencias putativas ATF / CRE que se unen a ATF4 . ^{[ 9 ]}

Como PCK, PCK2 cataliza la conversión de OAA a PEP impulsada por GTP como paso limitante de la velocidad en la gluconeogénesis . Este paso de conversión sirve como puente entre los intermediarios glucolíticos y del ciclo de Krebs en las mitocondrias. ^{[ 6 ] [ 9 ]} En las células β pancreáticas, PCK2 regula la secreción de insulina estimulada por glucosa reciclando el GTP generado a partir de la reacción de la succinil-CoA sintasa . Esto impulsa el ciclo de Krebs, convirtiendo PEP en piruvato a acetil-CoA para la reacción de la citrato sintasa . ^{[ 9 ]} Dado que casi todas las reacciones glucolíticas aguas arriba de PEP y aguas abajo de glucosa-6-fosfato (G6P) son reversibles, la síntesis de PEP mediada por PCK2 podría impulsar múltiples procesos biosintéticos, como la síntesis de serina , la síntesis de glicerol y la síntesis de nucleótidos. ^{[ 10 ]} Cabe destacar que la PCK2 convierte preferentemente el OAA derivado del lactato y, por lo tanto, puede promover la biosíntesis incluso en condiciones de baja glucosa. ^{[ 6 ] [ 9 ] [ 10 ]} Como resultado, la actividad de la PCK2 contribuye al crecimiento y la supervivencia celular durante el estrés. ^{[ 9 ]}

Si bien la PCK1 se expresa principalmente en el hígado y el riñón , la PCK2 se expresa de forma ubicua en diversos tipos celulares, incluidos leucocitos y neuronas , así como en tejidos no gluconeogénicos, como el páncreas , el cerebro y el corazón . Además, mientras que la expresión de PCK1 está regulada por hormonas o nutrientes implicados en la gluconeogénesis, la PCK2 se expresa de forma constitutiva. Estas diferencias indican que la PCK2 también podría desempeñar funciones no gluconeogénicas. ^{[ 6 ] [ 9 ]}

La PCK2 está asociada con varios tipos de cáncer , incluido el cáncer de pulmón , y promueve la tumorigénesis a través de su función gluconeogénica. ^{[ 9 ] [ 10 ]} En condiciones de baja glucosa, el estrés del retículo endoplasmático aumenta la expresión de ATF4, que a su vez aumenta la de PCK2. ^{[ 9 ]} Dado que la PCK2 permite a las células utilizar vías catapleróticas alternativas para convertir los intermediarios del ciclo de Krebs en intermediarios glucolíticos, la actividad de la PCK2 puede mejorar la supervivencia de las células tumorales que se enfrentan a niveles reducidos de glucosa. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

Debido a la función gluconeogénica de la PCK2, se espera que su deficiencia altere la homeostasis de la glucosa y provoque hipoglucemia . Sin embargo, aunque se han documentado dos casos, un estudio posterior sugirió que la deficiencia de PCK2 podría no haber sido la causa principal. ^{[ 7 ] [ 11 ]}

Haz clic en genes, proteínas y metabolitos a continuación para acceder a los artículos correspondientes. ^{[ § 1 ]}

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Glucólisis y gluconeogénesis (edición)

1. ↑ El mapa interactivo de la ruta metabólica se puede editar en WikiPathways: "GlycolysisGluconeogenesis_WP534" .

• Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa
• PCK1