Fosforylering

Fosforylering er en kjemisk reaksjon som består i tilsetning av en fosfatgruppe ( PO 4 3- ) til et protein eller et annet molekyl . Denne reaksjonen har en svært høy frekvens i biokjemi : enzymene som vanligvis katalyserer fosforyleringer er kinaser .

Fosforylering av proteiner

I eukaryote organismer er proteinfosforylering sannsynligvis den viktigste reguleringsmekanismen. Mange enzymer og reseptorer slås av og på gjennom fosforylerings- og defosforyleringshendelser, gjennom den spesifikke virkningen av kinaser og fosfataser (proteiner som er ansvarlige for å fjerne en fosfatgruppe fra proteinet).

Tilsetningen av et fosfat (PO 4 3- ) til en polar sidekjede (som for eksempel aminosyrene serin , treonin eller tyrosin ) kan virke som en irrelevant hendelse for et stort protein. I virkeligheten er en enkelt fosforylering nok til å konvertere et hydrofobt og apolart protein til en hydrofil og ekstremt polar konformasjon .

Et eksempel på den viktige regulerende rollen til fosforylering gjelder den viktige tumorsuppressoren p53 som, hvis aktiv, stimulerer transkripsjonen av gener som hemmer cellesyklusen , aktiverer DNA- reparasjon og i noen tilfeller fører til apoptose . I alle fall bør denne aktiviteten bare begrenses til tilfeller der cellen har fått alvorlig skade. For dette formål inneholder derfor p53 18 forskjellige fosforyleringssteder. Hvis p53-aktivitet er nødvendig, blir den fosforylert. På slutten av aktiviteten defosforyleres den og blir inaktiv. For å understreke viktigheten av fosforylering er det tilstrekkelig å tenke på at en ubalanse i fosforylerings/defosforyleringsmekanismen til p53-proteinet kan føre til en kronisk inaktivering av det samme, som igjen kan transformere cellen til en kreftcelle.

Typer av fosforylering

Fosforyleringen av et protein kan som nevnt skje på forskjellige aminosyrerester . Fosforylering av serin (Ser, S) er den vanligste, etterfulgt av den på treonin (Thr, T). På den annen side er fosforylering på tyrosin (Tyr, Y) relativt sjelden og er typisk for reseptorene til EGF-reseptorfamilien (epidermal vekstfaktor), som har et domene kalt Tyrosin-kinase. Imidlertid forblir disse fosforyleringene de best studerte, gitt den enkle rensingen de presenterer, takket være spesifikke antistoffer .

I to-komponent signaltransduksjonssystemet (eller mer enkelt kalt "to-komponent system") forekommer fosforylering på rester av histidin (His, H) og aspartat (Asp, D). Ved å analysere in vitro kinaseaktiviteten er det mulig å skille fosforyleringen av de to restene: Fosforyleringen av histidin er motstandsdyktig mot alkaliske behandlinger, men ikke mot sure; fosforyleringen av aspartat vedvarer i et surt miljø, men går tapt dersom man opererer ved alkalisk pH. Uansett er de i begge tilfeller mindre stabile fosforyleringer enn de som påvirker serin, treonin og tyrosin.

ADP-fosforylering

ATP , den viktigste energibæreren som er tilstede i cellen, syntetiseres hovedsakelig i mitokondriene gjennom tilsetning av en tredje fosfatgruppe til ADP - molekylet . Denne prosessen, kjent som oksidativ fosforylering, lader opp ATP ved å koble fosforyleringen til de oksidative prosessene som finner sted i respirasjonskjeden .

Dannelsen av ATP kan også skje ved å overføre en fosfatgruppe fra en høyenergiforbindelse , uten derfor å involvere respirasjonskjeden: i dette tilfellet snakker vi om fosforylering på substratnivå .

ATP kan også syntetiseres gjennom fotofosforylering i plantecellekloroplaster .

Fosforyleringen av karbohydrater

Sukkerfosforylering er ofte det første trinnet i den katabolske prosessen . Som med glukose , for eksempel omdannet til glukose-6-fosfat av det første enzymet i glykolysen ( heksokinase ), forhindrer dette glukose fra å forlate cellen. Tilstedeværelsen av en fosfatgruppe lader faktisk molekylet negativt, og forhindrer membranpassasje .

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker