Hvad er fosforyleringssteder?
Phosforyleringssteder er bestemte områder af molekyler, der gennemgår tilsætningen eller fjernelsen af en phosphatgruppe kendt som PO4. De er især vigtige for regulering af proteiner i cellen. Phosphorylering kan aktivere eller deaktivere proteinet og er en vigtig måde at regulere veje i cellen på. Et enkelt protein kan have mange phosphoryleringssteder, og hver enkelt celle kan have tusinder af dem. Nogle resultater af fosforylering, der er gået forkert, kan omfatte kræft og diabetes.
Proteiner, der kan fosforyleres, inkluderer proteinenzymer, der i høj grad fremskynder reaktionshastigheden. Phosforylering af et protein kan ændre dets funktion eller lokalisering i cellen. Individuelle enzymer varierer med hensyn til, om deres aktive form har phosphoryleringsstedet phosphoryleret eller tomt.
Receptorer er også vigtige steder for fosforylering. Disse transmissionssignaler og signaltransduktionsveje reguleres ofte af phosphoryleringssteder. En af de faktorer, der gør dem fordelagtige ved regulering, er, at tidspunktet for signalreaktionerne kan variere fra timer til mindre end et sekund. Banerne med phosphorylering kan være meget komplekse med en række proteiner, der sekventielt phosphoryleres den næste. Dette fører til forstærkning af en vej.
Et protein, der tilsætter et fosfat, kaldes en kinase . Disse regulerer et stort antal reaktioner i cellen. Proteiner, der fjerner en phosphorylgruppe, kaldes phosphataser .
Kinaser opnår phosphatgruppen fra adenosintriphosphat (ATP). De tilføjer phosphatgruppen til en af tre aminosyrer - serin, threonin eller tyrosin. Andre kan virke på alle tre eller endda på yderligere aminosyrer, såsom histidin. Nogle kinaser har flere specificiteter og kan handle på mere end et mål. En sådan bred målspecificitet tillader den koordinerede regulering af flere veje med et signal.
En meget vigtig undergruppe af kinaser er serin / threonin-proteinkinaser . Deres phosphoryleringssted er OH-gruppen af serin eller threonin. Phosforylering med disse kinaser kan reguleres af kemiske signaler såvel som ved hændelser som DNA-skade. MAP-kinaser er en godt studeret gruppe af denne type, og en undergruppe af MAP-kinaser er kendt som ekstracellulær signalregulerede kinaser (ERK).
ERK-phosphorylering udtrykkes i vid udstrækning som en intracellulær signalmekanisme. Det, der er vigtigt ved disse ERK-kinaser, er, at de sender ekstracellulære signaler og forstærker dem inde i cellen. Vejen aktiveres af mange forskellige ekstracellulære faktorer, herunder vækstfaktorer, hormoner og kræftfremkaldende stoffer. ERK-stien er afbrudt i mange kræftformer.
Proteinphosphorylering og placering af især phosphoryleringssteder er et meget aktivt studieretning. Op til halvdelen af proteinerne i en celle kan fosforyleres. Forskellige virksomheder er specialiserede i at forudsige, hvilke områder af et protein der kan fosforyleres.
Proteinphosphoryleringsassayet anvender generelt antistoffer. Disse er proteiner produceret af et dyrs immunsystem, der er specifikke for udenlandske indtrængende. Der er hundreder af antistoffer, der er specifikke for strukturelle ændringer fremkaldt af phosphorylering. Proteiner køres på en gel, der adskilles efter størrelse og ladning, og er kendt som 2-dimensionel elektroforese. Det behandles derefter med det phosphospecifikke antistof for at bestemme forskelle i struktur.
Det skal bemærkes, at andre typer molekyler også kan phosphoryleres. F.eks. Er fosforylering af sukker en vigtig del af den cellulære metabolisme. Den energiproducerende metaboliske vejglycolyse er et sådant eksempel. Det første trin i nedbrydningen af glukose er phosphorylering af en OH-gruppe på glukosemolekylet.
Fosforylering af adenosindiphosphat (ADP) til ATP er vigtig for, at mange af cellens energiintensive reaktioner finder sted. ATP er et højenergimolekyle og afgiver energi, når det donerer en fosfatgruppe. Proteinsyntese er blandt de mange vigtige cellulære processer drevet af ATP.