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Tutorial MenueAerobe EnergiegewinnungLerneinheit 3 von 6

Glycolyse

Hexokinase

Die Hexokinase ist das erste Enzym der Glycolyse.

  • Funktion Die Hexokinase phosphoryliert die Glucose am C6-Atom durch den Transfer einer Phosphoryl-Gruppe von ATP zu Glucose-6-phosphat.
  • Struktur Verknüpfung zur E. coli-Genom-Datenbank (ECDC): glk.
  • Regulation/Arbeitsweise Die Übertragung einer Phosphoryl-Gruppe ist eine fundamentale Reaktion in der Biochemie. Enzyme, die diesen Vorgang katalysieren, nennt man Kinasen. Alle Kinasen benötigen zur Komplexbildung mit ATP zweiwertige Metallionen wie Mg2+. Die Hexokinase hat zwei bewegliche Lappen, die einen Spalt bilden. Bei der Bindung mit Glucose wird dieser Spalt besetzt. Dadurch verschieben sich die Lappen (Konformationsänderung) zueinander und verschließen diesen Spalt. Die substrainduzierte Schließung der Spalte (induced fit) ist ein typisches Charakterisitikum von Kinasen. Ein Isozym ist die Glucokinase (Hexokinase IV), die vorwiegend in der Leber und im Pankreas vorkommt und eine 50-fach niedrigere Affinität zu Glucose aufweist als die Hexokinase. Allerdings wird die Glucokinase im Gegensatz zur Hexokinase in ihrer Aktivität nicht durch das entstehende Glucose-6-phosphat gehemmt. Aufgrund der geringeren Affinität der Glucokinase zu Glucose findet man eine signifikante Aktivität nur bei einem hohen Blutzuckerspiegel. Dieser Umstand gewährleistet einerseits die Versorgung von Gehirn und Muskulatur mit Glucose, und andererseits verhindert es eine Überanreicherung von Glucose im Blut. Die von der Glucokinase gebildeten Glucose-6-phosphat Moleküle werden zur kurz- und mittelfristigen Speicherung in Glycogen umgewandelt.
Abb.1
3D-Modell der Hexokinase von Pyrococcus furiosus

Glucose und AMP (grün) sind in der Abbildung zusätzlich dargestellt.

  • Enzymatische Reaktion Glucose + ATP ⇌ Glucose-6-phosphat + ADP

Vollständige Reaktion in Formeln

Abb.2
Glucokinase (Hexokinase)-Reaktion
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