Co je to fosforylace proteinů?
Fosforylace proteinu je připojení fosfátové (PO4) skupiny k proteinu. Nová skupina fosforu mění roli proteinu: může aktivovat, deaktivovat nebo způsobit změnu funkce. Fosforylace proteinu je docela běžná v buňkách prokaryotických a eukaryotických organismů. Poskytuje buňce způsob, jak regulovat biologické funkce, aniž by bylo nutné měnit skutečné množství proteinů, které jsou k dispozici pro jejich provedení.
Molekula zvaná proteinová kináza, někdy nazývaná fosfotransferáza, je zodpovědná za vyvolání fosforylace proteinu. Existuje mnoho různých proteinových kináz, všechny s různými cílovými proteiny. Aktivita proteinové kinázy je často sama o sobě závislá na fosforylaci. Tento proces je závislý na jiné kináze. Někdy buňka používá řadu reakcí, nazývaných fosforylační kaskáda, k vytvoření výsledku. Impulsem pro tento typ události je obvykle signál z vnějšku buňky. Energetická a fosfátová skupina pro tyto operace obvykle pochází z adenosintrifosfátu, všudypřítomného rysu buněčné krajiny.
Jakmile je nová fosfátová skupina přidána fosforylací proteinu, změní strukturu svého hostitelského proteinu. Tvar celého proteinu - nazývaný jeho terciární struktura - závisí na mnoha faktorech, včetně elektrického náboje. Záporný náboj fosfátové skupiny dostatečně mění terciární strukturu, aby změnil funkci celého proteinu. Některé proteiny mohou být fosforylovány na více místech, přičemž z každého z nich vyplývají různé účinky. K fosforylaci dochází pouze u specifických aminokyselin: serinu, threoninu a tyrosinu.
Fosforylace proteinu je klíčovým prvkem biologické homeostázy. Většina buněčných procesů je stochastická - spoléhají se na soubor částečně náhodných interakcí, které lze spravovat pouze statisticky. Protože většina funkcí je prováděna proteiny, obvyklý způsob provedení nějaké operace v buňce zahrnuje vytvoření více či méně enzymu, který ji provádí. Tento systém je relativně pomalý; je také obtížnější vrátit zpět, protože většina proteinů přestane fungovat, pouze pokud jsou zničeny.
Účinky fosforylace proteinu lze zrušit enzymem nazývaným fosfatáza. Tento proces se nazývá defosforylace. Fosforylace funguje téměř přesně jako fosforylace. Každý proces vyžaduje, aby byl druhý užitečný. Je to možnost rychlé fosforylace a potom defosforylace, díky které je tato cesta jemnějším prostředkem kontroly než proces vytváření nových proteinů z DNA a RNA. Součet těchto dvou procesů, včetně signálů zapojených do jejich dokončení, se nazývá fosforegulace.