Fosforilarea

Fosforilarea este procesul de transfer al unui reziduu de acid fosforic de la un agent de fosforilare-donator pe un substrat , de obicei catalizat de enzime și care duce la formarea de esteri ai acidului fosforic [1] :

ATP + R-OH → ADP + R - OPO3H2

În celulele vii , fosforilarea este unul dintre cele mai comune tipuri de modificare a proteinelor post- translaționale . Procesele de fosforilare și defosforilare a diferitelor substraturi sunt printre cele mai importante reacții biochimice. Ele sunt catalizate de enzime speciale secretate într-o clasă specială de kinaze sau, altfel, fosfotransferaze.

Deci, de exemplu, fosforilarea sau defosforilarea unei anumite proteine ​​reglează adesea activitatea funcțională a acestei proteine ​​(o îmbunătățește sau, dimpotrivă, „oprește” această proteină din punct de vedere funcțional).

Fosforilarea este, de asemenea, necesară pentru a produce formele de coenzime active ale multor vitamine B. De exemplu, cu fosforilarea dublă a tiaminei , se formează cocarboxilază ( coenzima enzimei carboxilază ), cu fosforilarea piridoxalului (forma aldehidă a vitaminei B6) - piridoxal-6-fosfat, care este coenzima multor enzime ale metabolismului aminoacizilor , cu fosforilarea nicotinamidei (vitamina PP) - nicotinamidă adenin dinucleotide fosfat (NADP), care este o coenzimă în multe dintre cele mai importante reacții redox etc.

Procesul de glicoliză începe și cu fosforilarea hexozelor . Fosforilarea ADP asigură stocarea energiei sub formă de ATP pentru cheltuielile ulterioare. Și aceasta este doar o mică parte din reacțiile de fosforilare care apar în celulele vii.

Fosforilarea proteinelor

Fosforilarea reversibilă a lanțurilor laterale de aminoacizi este o modalitate larg răspândită de a regla activitatea proteinelor cheie ale celulelor, inclusiv enzimele și proteinele căii de semnalizare . Se crede că aproximativ o treime din toate proteinele eucariote sunt supuse fosforilării .

Existența fosfoproteinelor era cunoscută deja la sfârșitul secolului al XIX-lea. La acea vreme, se credea că funcția lor era acumularea de nutrienți, deoarece fosfocazeina se găsește în lapte și fosfovitine în gălbenușul de ou. Abia în anii 1950 a devenit clar că fosfoproteinele sunt omniprezente. În 1954, într-un experiment de fosforilare a cazeinei cu un omogenat mitocondrial din celulele hepatice de șobolan, s-a demonstrat că fosforilarea proteinelor are un caracter enzimatic [2] . Din punct de vedere istoric, fosforilarea proteinelor la reziduurile de serină a fost prima descoperită, apoi a devenit cunoscută fosforilarea la reziduurile de treonină . Prima tirozin kinază a fost descoperită în 1980, a fost produsul genei src a virusului sarcomului Rous [3] .

Reacția de fosforilare a proteinei este înțeleasă ca adăugarea unei grupări fosfat printr-o legătură fosfoester (O-fosforilare) la gruparea hidroxil a lanțului lateral al unui rest serină , treonină sau tirozină , în timp ce ATP este un donor de fosfat . În marea majoritate a cazurilor, fosforilarea are loc tocmai la aceste trei resturi de aminoacizi. Cu toate acestea, fosforilarea la reziduurile de histidină și arginină (N-fosforilare), aspartat și glutamat (A-fosforilare) se găsește și în natură [4] . Esterii acidului fosforic formați în timpul fosforilării sunt foarte stabili, prin urmare, sunt necesare enzime speciale pentru distrugerea lor - fosfatazele proteice . Acest lucru creează motive pentru reglarea fină a nivelului de fosforilare a proteinelor prin controlul nivelului proteinelor kinazelor și proteinelor fosfatazelor corespunzătoare.

Introducerea unui reziduu de acid fosforic într-o moleculă de proteină, de regulă, își schimbă proprietățile. Acest lucru se datorează naturii chimice a grupului fosfat, care poate forma legături de hidrogen și interacțiuni electrostatice cu componentele moleculei proteice. Ca urmare, structura spațială a proteinei se poate modifica și, ca urmare, activitatea și capacitatea acesteia de a se lega de alte molecule.

Note

  1. ↑ fosforilarea //  Cartea de aur IUPAC . Consultat la 5 iulie 2012. Arhivat din original la 19 octombrie 2012.
  2. ↑ Burnett, G. și Kennedy, EP Fosforilarea enzimatică a proteinelor  // J Biol Chem  : jurnal  . - 1954. - Vol. 211 . - P. 969-980 . — PMID 13221602 .
  3. ↑ Hunter, T. și Sefton, BM Produsul genei de transformare al virusului sarcomului Rous fosforilează tirozina  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 1980. - Vol. 77 . - P. 1311-1315 . — PMID 6246487 .
  4. ↑ Arena, S., Benvenuti, S. și Bardelli, A. Analiza genetică a kinomei și fosfatatului în cancer  // Cell Mol Life Sci  : journal  . - 2005. - Vol. 62 . - P. 2092-2099 . - doi : 10.1007/s00018-005-5205-1 . — PMID 16132230 .
  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice