酵素活性化剤

酵素活性剤は、酵素に結合して酵素の活性を高める分子です。酵素阻害剤の反対です。これらの分子は、代謝の制御における酵素のアロステリック調節に関与することがよくあります。場合によっては、基質が酵素の1つの触媒サブユニットに結合すると、基質親和性の増加と酵素の他のサブユニットの触媒活性の増加が引き起こされ、基質が活性剤として機能します。

このように働く酵素活性化剤の例としては、フルクトース 2,6-ビスリン酸が挙げられます。これはホスホフルクトキナーゼ 1を活性化し、ホルモングルカゴンに反応して解糖の速度を高めます。

ヘキソキナーゼ-I (HK-I) は、グルコースを解糖系に引き込むため、酵素活性化剤です。その機能は、グルコースをリン酸化して、生成物としてグルコース-6-リン酸(G6P) を放出することです。HK-I は、グルコースを解糖系に活性化するシグナルを送るだけでなく、グルコース濃度を低く維持して、細胞へのグルコースの拡散を促進します。HK-I には、α ヘリックスを介して接続された 2 つの触媒ドメイン (N 末端ドメインと C 末端ドメイン) があります。N 末端は C 末端のアロステリック調節因子として機能し、C 末端のみが触媒活性に関与します。HK-I は G6P の濃度によって制御され、G6P はフィードバック阻害剤として機能します。G6P 濃度が低いと、HK-I は活性化され、G6P 濃度が高いと、HK-I は阻害されます。^[1]

グルコキナーゼ（GK）は、グルコースをリン酸化してグルコース-6-リン酸（G6P）に変換することで解糖経路を助ける酵素です。これはヘキソキナーゼのアイソザイムであり、主に膵臓β細胞に存在しますが、肝臓、腸、脳細胞にも存在し、解糖によってグルコース誘導性のインスリン分泌が起こります。^[2]グルコキナーゼ活性化因子は、肝臓でのグルコースの取り込みを促進し、膵臓β細胞によるインスリン産生を増加させることで、血糖濃度を下げます。^[2]このため、グルコキナーゼとグルコキナーゼ活性化因子は、2型糖尿病患者の治療の焦点となっています。グルコキナーゼには、細胞内に存在するグルコースの濃度が低い場合に、グルコース調節タンパク質（GKRP）が不活性型の状態で細胞核に結合する単一のアロステリック部位があります。しかし、細胞内のグルコース濃度が上昇すると、グルコキナーゼ-GKRP複合体は分解され、GKは細胞質に進み、そこでグルコースをリン酸化します。細胞内に豊富に存在するグルコースは、グルコキナーゼの酵素活性化剤として機能します。β細胞と肝細胞におけるグルコキナーゼの活性化は、グルコースの取り込みとグリコーゲンの生成をもたらします。β細胞におけるこの活性化はインスリン分泌につながり、グルコースの取り込みを促進し、筋肉にグリコーゲンとして蓄えます。^[3]

• 酵素誘導剤
• エフェクター（生物学）