Fosforylering

Fosforylering är processen att överföra en fosforsyrarest från en fosforyleringsmedel -donator till ett substrat , vanligtvis katalyserad av enzymer och leder till bildandet av fosforsyraestrar [1] :

I levande celler är fosforylering en av de vanligaste typerna av posttranslationell proteinmodifiering . Processerna för fosforylering och defosforylering av olika substrat är bland de viktigaste biokemiska reaktionerna. De katalyseras av speciella enzymer som utsöndras i en speciell klass av kinaser , eller på annat sätt fosfotransferaser.

Så till exempel, fosforylering eller defosforylering av ett visst protein reglerar ofta den funktionella aktiviteten hos detta protein (förstärker det eller tvärtom, "stänger av" detta protein funktionellt).

Fosforylering krävs också för att producera de aktiva koenzymformerna av många B-vitaminer . Till exempel, med dubbel fosforylering av tiamin , bildas kokarboxylas ( koenzym av karboxylasenzymet ) , med fosforylering av pyridoxal (aldehydformen av vitamin B6) - pyridoxal-6-fosfat, som är koenzym av många aminosyrametabolismenzymer , med fosforylering av nikotinamid (vitamin PP) - nikotinamid adenindinukleotidfosfat (NADP), som är ett koenzym i många av de viktigaste redoxreaktionerna m.m.

Glykolysprocessen börjar också med fosforylering av hexoser . Fosforylering av ADP tillhandahåller lagring av energi i form av ATP för dess efterföljande utgifter. Och detta är bara en liten del av de fosforyleringsreaktioner som sker i levande celler.

Fosforylering av proteiner

Reversibel fosforylering av aminosyrasidokedjor är ett utbrett sätt att reglera aktiviteten hos nyckelcellsproteiner, inklusive enzymer och signalvägsproteiner . Man tror att ungefär en tredjedel av alla eukaryota proteiner är föremål för fosforylering .

Förekomsten av fosfoproteiner var känd redan i slutet av 1800-talet. På den tiden trodde man att deras funktion var ackumulering av näringsämnen, eftersom fosfokasein fanns i mjölk och fosfovitiner i äggula. Det var inte förrän på 1950-talet som det stod klart att fosfoproteiner är allestädes närvarande. 1954 , i ett experiment på kaseinfosforylering med ett mitokondriellt homogenat från råttleverceller, visades att proteinfosforylering har en enzymatisk karaktär [2] . Historiskt sett var fosforylering av proteiner vid serinrester den första som upptäcktes, sedan blev fosforylering vid treoninrester känd . Det första tyrosinkinaset upptäcktes 1980, det var produkten av Rous sarcoma virus src genen [3] .

Reaktionen av proteinfosforylering förstås som tillägget av en fosfatgrupp genom en fosfoesterbindning (O-fosforylering) till hydroxylgruppen i sidokedjan av en serin- , treonin- eller tyrosinrest , medan ATP är en fosfatdonator . I de allra flesta fall sker fosforylering just vid dessa tre aminosyrarester. Fosforylering vid histidin- och argininrester (N-fosforylering), aspartat och glutamat (A-fosforylering) finns dock också i naturen [4] . Fosforsyraestrar som bildas under fosforylering är mycket stabila, därför krävs speciella enzymer för deras förstörelse - proteinfosfataser . Detta skapar skäl för finreglering av nivån av proteinfosforylering genom att kontrollera nivån av motsvarande proteinkinaser och proteinfosfataser.

Införandet av en fosforsyrarest i en proteinmolekyl ändrar som regel dess egenskaper. Detta beror på den kemiska naturen hos fosfatgruppen, som kan bilda vätebindningar och elektrostatiska interaktioner med komponenterna i proteinmolekylen. Som ett resultat kan proteinets rumsliga struktur förändras och, som ett resultat, dess aktivitet och förmåga att binda till andra molekyler.

Anteckningar

1. ↑ fosforylering // IUPAC Gold  Book . Hämtad 5 juli 2012. Arkiverad från originalet 19 oktober 2012.
2. ↑ Burnett, G. och Kennedy, EP Den enzymatiska fosforyleringen av proteiner  // J Biol Chem  : journal  . - 1954. - Vol. 211 . - P. 969-980 . — PMID 13221602 .
3. ↑ Hunter, T. och Sefton, BM Transformerande genprodukt av Rous sarcoma-virus fosforylerar tyrosin  // 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. och Bardelli, A. Genetisk analys av kinomen och fosfatomen i cancer  // Cell Mol Life Sci  : journal  . - 2005. - Vol. 62 . - P. 2092-2099 . - doi : 10.1007/s00018-005-5205-1 . — PMID 16132230 .

Ordböcker och uppslagsverk	Stor dansk stor kines Stor ryss Britannica (online)
I bibliografiska kataloger	BNF : 12114502v GND : 4174459-7 J9U : 987007543642405171 LCCN : sh85101132