Foszforilezés

A foszforiláció egy foszforsav- maradék foszforilálószer-donorról egy szubsztrátra történő átvitele , általában enzimek katalizálják , és foszforsav-észterek képződéséhez vezet [1] :

ATP + R-OH → ADP + R-OPO 3 H 2

Élő sejtekben a foszforiláció a poszttranszlációs fehérjemódosítás egyik leggyakoribb típusa . A különböző szubsztrátok foszforilációs és defoszforilációs folyamatai a legfontosabb biokémiai reakciók közé tartoznak. Ezeket speciális enzimek katalizálják, amelyek a kinázok egy speciális osztályába vagy más módon foszfotranszferázokba szekretálódnak.

Így például egy adott fehérje foszforilációja vagy defoszforilációja gyakran szabályozza ennek a fehérjének a funkcionális aktivitását (erősíti, vagy éppen ellenkezőleg, funkcionálisan „kikapcsolja” ezt a fehérjét).

Foszforiláció is szükséges számos B - vitamin aktív koenzim formájának előállításához . Például a tiamin kettős foszforilációjával kokarboxiláz ( a karboxiláz enzim koenzimje ) képződik, a piridoxál (a B6-vitamin aldehid formája) - piridoxal-6-foszfát foszforilezésével, amely számos aminosav- anyagcsere enzim koenzimje , nikotinamid (PP-vitamin) foszforilálásával - nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát (NADP), amely számos legfontosabb redox reakció koenzimje stb.

A glikolízis folyamata szintén a hexózok foszforilációjával kezdődik . Az ADP foszforilációja biztosítja az energia tárolását ATP formájában a későbbi felhasználáshoz. És ez csak egy kis része az élő sejtekben végbemenő foszforilációs reakcióknak.

A fehérjék foszforilációja

Az aminosav- oldalláncok reverzibilis foszforilációja széles körben elterjedt módja a kulcsfontosságú sejtfehérjék, köztük az enzimek és a jelátviteli útvonal fehérjék aktivitásának szabályozásának . Úgy gondolják, hogy az eukarióta fehérjék körülbelül egyharmada foszforilációnak van kitéve .

A foszfoproteinek létezését már a 19. század végén ismerték. Abban az időben azt hitték, hogy funkciójuk a tápanyagok felhalmozódása, mivel a foszfokazein a tejben, a foszfovitin a tojássárgájában található. Csak az 1950-es években vált világossá, hogy a foszfoproteinek mindenütt jelen vannak. 1954- ben egy patkánymájsejtekből származó mitokondriális homogenizátummal végzett kazein foszforilációjával végzett kísérletben kimutatták, hogy a fehérjefoszforiláció enzimatikus jellegű [2] . Történelmileg először a fehérjék szerin-oldalláncainál való foszforilációját fedezték fel, majd a treonin-oldalláncokon való foszforilációt vált ismertté . Az első tirozin-kinázt 1980-ban fedezték fel, a Rous-sarcoma vírus src génjének terméke [3] .

A fehérje foszforilációs reakciója alatt egy foszfátcsoport hozzáadása egy foszfoészter kötésen keresztül (O-foszforiláció) a szerin , treonin vagy tirozin oldalláncának hidroxilcsoportjához, míg az ATP foszfát donor . Az esetek túlnyomó többségében a foszforiláció pontosan ezen a három aminosavon megy végbe. A hisztidin és arginin (N-foszforiláció), aszpartát és glutamát (A-foszforiláció) foszforilációja azonban a természetben is megtalálható [4] . A foszforiláció során képződő foszforsav-észterek nagyon stabilak, ezért elpusztításukhoz speciális enzimek – fehérjefoszfatázok – szükségesek . Ez alapot teremt a fehérje foszforiláció szintjének finom szabályozására a megfelelő protein kinázok és protein foszfatázok szintjének szabályozásával.

A foszforsav-maradék bevitele egy fehérjemolekulába általában megváltoztatja annak tulajdonságait. Ennek oka a foszfátcsoport kémiai természete, amely hidrogénkötéseket és elektrosztatikus kölcsönhatásokat hozhat létre a fehérjemolekula komponenseivel. Emiatt megváltozhat a fehérje térszerkezete, és ennek eredményeként az aktivitása és más molekulákhoz való kötődési képessége.

Jegyzetek

  1. ↑ foszforiláció // IUPAC Gold  Book . Letöltve: 2012. július 5. Az eredetiből archiválva : 2012. október 19..
  2. ↑ Burnett, G. és Kennedy, EP A fehérjék enzimatikus foszforilációja  // J Biol Chem  : folyóirat  . - 1954. - 1. évf. 211 . - P. 969-980 . — PMID 13221602 .
  3. ↑ Hunter, T. és Sefton, BM A Rous-sarcoma vírus transzformáló génterméke foszforilálja a tirozint  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : Journal  . - 1980. - 1. évf. 77 . - P. 1311-1315 . — PMID 6246487 .
  4. ↑ Arena, S., Benvenuti, S., and Bardelli, A. Genetic analysis of the kinome and phosphatom in cancer  // Cell Mol Life Sci  : Journal  . - 2005. - 20. évf. 62 . - P. 2092-2099 . - doi : 10.1007/s00018-005-5205-1 . — PMID 16132230 .
  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban