Co je fosforylace?

Fosforylace je chemický proces, ve kterém je do sloučeniny přidána skupina fosfátu (PO 4 3-). Normálně se vztahuje na organickou chemii a je zásadní pro všechny živé organismy. Proces je zapojen do syntézy proteinů a na produkci adenosinu trifosfátu (ATP) - molekula, která ukládá a dodává energii. Hraje také klíčovou roli v různých chemických signalizačních a regulačních mechanismech v buňce úpravou struktury různých proteinů a změnou jejich aktivit. Tato energie často pochází z molekul ATP. ATP obsahuje tři fosfátové skupiny, z nichž jedna je snadno odstraněna. Odstranění této skupiny uvolňuje značnou energii, kterou lze použít k umožnění fosforylační reakce, ve které se skupina fosfátů přidá do jiné molekuly - například glukózy. Tak fosfatSkupiny e lze snadno přenést z ATP na jiné molekuly.

Tyto reakce však vyžadují, aby se ATP a molekula receptoru spojily, aby mohlo dojít k přenosu. Toho je dosaženo enzymy známými jako kinázy. Jedná se o velké, komplexní proteiny, které mohou obsahovat několik set aminokyselin. Tvar enzymu je rozhodující: struktura kinázového enzymu je taková, že jak molekula ATP, tak i receptorová molekula může být přizpůsobena v těsné blízkosti, aby se reakce mohla pokračovat. Příkladem je glycerol kináza, která usnadňuje přenos skupiny fosfátu z ATP na glycerol; Toto je součást procesu, který produkuje fosfolipidy, které se používají v buněčných membránách.

ATP je samo o sobě produkován dobře známým fosforylačním procesem zvaným oxidační fosforylace, ve kterém se do adenosin difosfátu (ADP) přidává skupina fosfátů za vzniku ATP. EnerGy pro tento proces nakonec pochází z jídla, které jíme, ale konkrétněji z oxidace glukózy. Je to velmi složitý proces s mnoha kroky, ale jednoduše se energie z glukózy používá k vytvoření dvou sloučenin, známých jako NADH a FADH2, které poskytují energii pro zbytek reakce. Sloučeniny jsou redukující činidla, která se snadno rozdělí elektrony, aby mohly být oxidovány. Fosfátové skupiny se přidávají do molekul ATP pomocí energie uvolňované oxidací NADH a FADH2; Tuto reakci usnadní enzym ATP syntetáza.

Mnoho různých kináz se nachází u rostlin i zvířat. Vzhledem k jejich důležitosti v tolika buněčných procesech se fosforylační test stal běžným laboratorním postupem. To zahrnuje testování vzorků buněčného materiálu pro kontrolu, zda došlo k fosforylaci proteinu, a v některých případech měří jeho rozsah. K kontrole fosforylace se používá řada různých metod, včetně označování Phosskupiny farat s radioizotopy, použití protilátek specifických pro fosforylovaný protein a hmotnostní spektrometrie.

Od roku 2011 jsou oblastí zvláštního zájmu extra kinázy regulované signálem (ERKS)-enzymy, které se podílejí na signalizačních aktivitách v buňce. Fosforylace ERK hraje roli při regulaci různých buněčných funkcí, včetně mitózy a dalších procesů souvisejících s dělením buněk. Tento proces je relevantní pro některé oblasti výzkumu rakoviny, protože může být aktivován karcinogenními látkami a infekcemi viru, což vede k nekontrolovanému dělení buněk a dalším účinkům souvisejícím s rakovinou. Probíhá výzkum možné léčby rakoviny, které zahrnují inhibici tohoto procesu. Test fosforylace lze použít k testování různých látek pro jejich účinnost v této roli.