Гексокиназа (КФ 2.7.1.1) — фермент, относящийся к фосфотрансферазам; катализирует реакцию переноса фосфата с АТФ на D-глюкозу с образованием АДФ и глюкозо-6-фосфата, занимающую ключевое положение по отношению к важнейшим путям обмена углеводов — биосинтезу гликогена, пентозофосфатному пути, гликолизу.
Гексокиназа обладает специфичностью, гораздо более выраженной по отношению к донору фосфата, чем к его акцептору.
Акцепторами фосфата в гексокиназной реакции могут служить D-глюкоза, D-фруктоза, D-маннозаи D-глюкозамин, донорами же фосфата, кроме АТФ, лишь ИТФ и дезокси-АТФ. Для проявления каталитической активности Гексокиназа нуждается в ионах Mg2+. Замена их на другие двухвалентные катионы вызывает снижение скорости ферментативной реакции. Оптимальное значение pH для Гексокиназы равно 7,6—8,2. Реакция, катализируемая Г., сопровождается значительным уменьшением свободной энергии и поэтому в физиологических условиях она необратима.
Г. обнаружена у различных микроорганизмов, растений и практически во всех органах и тканях млекопитающих. К 70-м гг. 20 в. из всех известных гексокиназ наиболее изученными оказались Г. дрожжей и млекопитающих. У млекопитающих Г. всего активнее в тканях с высоким по сравнению с гликогеном содержанием глюкозы (табл.).
Активность гексокиназы в различных органах млекопитающих (в микромолях продукта реакции на 1 г влажного веса ткани в 1 мин.)
|
Орган |
Активность фермента |
|
Мозг |
23,0 |
|
Сердце |
10,0 |
|
Почки |
5,6 |
|
Скелетные мышцы |
3,4 |
|
Печень |
2,5 |
Активность Гексокиназы в значительной степени зависит от возраста и физиологического состояния животного (напр., голодание вызывает снижение активности Г.). Кортикостероиды, недостаток биотина и аскорбиновой к-ты резко подавляют активность фермента. Г. характеризуется наличием множественных форм — изоферментов; у Г. млекопитающих их 4, а у Г. из дрожжей — 2. Мол. вес трех изоферментов Г. из животных тканей равен 100 000. Г., специфическая по отношению к глюкозе, с мол. весом 50 000 обнаружена в печени. Первый изофермент Г., наиболее характерный для мозга, состоит из одной субъединицы, аминокислотный состав к-рой установлен. Вопрос о субъединичной структуре остальных изоферментов Г. остается открытым. Свойства изоферментов Г. (сродство к глюкозе, чувствительность к ингибирующему действию продуктов реакции и протеолитических ферментов и пр.) различны. Генетическая недостаточность ряда ферментов, в т. ч. и Г., локализующейся в эритроцитах, является причиной возникновения хроничесой энзимопенической анемии (см.), т. к. недостаточное фосфорилирование глюкозы лимитирует гликолиз (см.) и приводит к преждевременному распаду эритроцитов. В лейкоцитах недостаточность Г. не обнаруживается. Активность Г. в опухолевых тканях резко повышена, а ее регуляция нарушена. Это, по-видимому, является причиной интенсивного и неконтролируемого протекания гликолиза в раковой клетке. В лабораторных исследованиях Г. применяется при определении гликогена в крови по Пфлайдереру. Определение активности Г. в сыворотке крови служит вспомогательным диагностическим тестом при раковых заболеваниях, а в эксперименте используется как тест на бластомогенность некоторых канцерогенных веществ.
См. также Фосфотрансферазы.
Библиография: Диксон М. и Уэбб Э. Ферменты, пер. с англ., М., 1966, библиогр.; Anderson J. W. а. о. Hexokinase, a compartmented enzyme, Amer. J. clin. Nutr., v. 24, p. 642, 1971, bibliogr.; Sсhimke R. T. a. Grossbard L. Isozymes of hexokinase in animal tissues, Ann. N. Y. Acad. Sci., v. 151, p. 332, 1968.
H. Ю. Ситнина.
