Cos'è esochinasi?

Esochinasi: Un Enzima Chiave nel Metabolismo del Glucosio

L'esochinasi è un enzima ubiquitario presente in quasi tutti gli organismi viventi. Appartiene alla famiglia delle transferasi e catalizza la prima reazione nella maggior parte delle vie metaboliche del glucosio: la fosforilazione del glucosio in glucosio-6-fosfato (G6P). Questa reazione è cruciale per intrappolare il glucosio all'interno della cellula e per avviare il suo metabolismo, sia attraverso la glicolisi che attraverso altre vie, come la via dei pentoso fosfati.

Reazione Catalitica:

Glucosio + ATP → Glucosio-6-fosfato + ADP

L'esochinasi utilizza l'adenosina trifosfato (ATP) come donatore di fosfato e magnesio (Mg2+) come cofattore essenziale per l'attività enzimatica. Il Mg2+ complessa l'ATP, facilitando il legame e la corretta orientazione del substrato all'interno del sito attivo dell'enzima.

Isoforme dell'Esochinasi:

Nei mammiferi, esistono quattro isoforme principali di esochinasi, denominate esochinasi I, II, III e IV (anche conosciuta come glucochinasi). Queste isoforme differiscono per la loro distribuzione tissutale, affinità per il glucosio e regolazione.

• Esochinasi I (HKI): Presente in tutte le cellule, con alta affinità per il glucosio e inibita dal G6P (inibizione del prodotto).
• Esochinasi II (HKII): Predominante in tessuti insulino-dipendenti come muscolo scheletrico, tessuto adiposo e cuore. Ha un'alta affinità per il glucosio ed è sovraespressa in molti tumori. Anch'essa è inibita dal G6P.
• Esochinasi III (HKIII): Inibita dall'eccesso di glucosio. La sua funzione fisiologica non è ancora completamente compresa.
• Esochinasi IV (Glucochinasi, HKIV): Presente principalmente nel fegato e nelle cellule beta del pancreas. Ha una bassa affinità per il glucosio e non è inibita dal G6P. La glucochinasi svolge un ruolo chiave nella regolazione dell'omeostasi del glucosio nel sangue, agendo come un "sensore" del glucosio. La sua attività è regolata dall'insulina.

Significato Clinico:

La disfunzione dell'esochinasi, in particolare della glucochinasi, è implicata in diverse patologie, tra cui il diabete mellito e alcune forme di iperglicemia. Mutazioni nel gene della glucochinasi (GCK) possono causare il diabete della maturità ad esordio giovanile (MODY).

L'esoquinasi II è spesso sovraespressa nelle cellule tumorali, contribuendo all'aumentata velocità glicolitica osservata nell'effetto Warburg. Questo rende l'esochinasi II un potenziale bersaglio terapeutico per lo sviluppo di farmaci antitumorali.