Бифункциональные ферменты, катализирующие противоположно направленные реакции

Особенностью ферментов этой грyппы является сочетание в пределах единой полипептидной цепи двух супердоменов: 1. oтвeтственного за осуществление реакции ковалентной модификации субстрата (как правило, белка); 2. катализирующего реакцию отщепления модификатора. Обе реакции необратимы; их каталитические механизмы различны. В случае если субстратом является фермент, общая схема реакций такова:

где: Е – фермент, R – вещество–модификатор, M – частица, модифицирующая фермент.

Реакция 1 катализируется первым доменом бифункционального фермента, реакция 2 – вторым.

Типичным примером бифункционального фермента, катализирующего противоположно направленные реакции является фермент, имеющий важное значение в регуляции глюконеогенеза, это фосфофрукто-2-киназа-фруктозо-2,6-бисфосфатаза. Данный фермент бифункционален, он обладает и фосфокиназной, и фосфатазной активностями, то есть он катализирует биосинтез и распад мощного регулятора своей же активности – фруктозо-2,6-бис-фосфата:

Показано, что данный бифункциональный фермент в свою очередь регулируется путем сАМР-зависимого фосфорилирования. Фосфорилирование приводит к увеличению фосфатазной активности и снижению фосфокиназной активности бифункционального фермента.