Hvad er phosphorylering?

Phosphorylering er en kemisk proces, hvor en phosphatgruppe (PO ₄ ^3- ) tilsættes til en forbindelse.Det gælder normalt for organisk kemi og er afgørende for alle levende organismer.Processen er involveret i proteinsyntese og i produktionen af adenosin Triphosphate (ATP) mdash; Et molekyle, der gemmer og leverer energi.Det spiller også en afgørende rolle i forskellige kemiske signalerings- og reguleringsmekanismer i cellen ved at ændre strukturen af forskellige proteiner og ændre deres aktiviteter.

Normalt kræves energi til de biokemiske reaktioner, der involverer tilsætning af en fosfatgruppe til et molekyle.Ofte kommer denne energi fra ATP -molekyler.ATP indeholder tre fosfatgrupper, hvoraf den ene let fjernes.Fjernelse af denne gruppe frigiver betydelig energi, som kan bruges til at muliggøre en phosphoryleringsreaktion, hvor fosfatgruppen tilsættes til et andet molekyle mdash;For eksempel glukose.Fosfatgrupper kan således let overføres fra ATP til andre molekyler.

Disse reaktioner kræver imidlertid, at ATP og receptormolekylet samles, så overførslen kan finde sted.Dette opnås af enzymer kendt som kinaser.Dette er store, komplekse proteiner, der kan indeholde flere hundrede aminosyrer.Formen på enzymet er afgørende: strukturen af et kinaseenzym er sådan, at både ATP og receptormolekylet kan rumme i nærheden for at lade reaktionen fortsætte.Et eksempel er glycerolkinase, der letter overførslen af en fosfatgruppe fra ATP til glycerol;Dette er en del af processen, der producerer phospholipider, der bruges i cellemembraner.

ATP produceres i sig selv af en velkendt phosphoryleringsproces kaldet oxidativ phosphorylering, hvor en fosfatgruppe tilsættes til adenosindiphosphat (ADP) til at producere ATP.Energien til denne proces kommer i sidste ende fra den mad, vi spiser, men mere specifikt oxidation af glukose.Det er en meget kompleks proces med mange trin, men i enkle termer bruges energien fra glukose til at danne to forbindelser, kendt som NADH og FADH2, som giver energien til resten af reaktionen.Forbindelserne reducerer midler, der let skiller sig med elektroner, så de kan oxideres.Fosfatgrupper tilsættes til ATP -molekyler ved anvendelse af den energi, der er frigivet ved oxidation af NADH og FADH2;Denne reaktion letter af enzymet ATP -syntetase.

Mange forskellige kinaser findes i både planter og dyr.På grund af deres betydning i så mange cellulære processer er et phosphoryleringsassay blevet en almindelig laboratorieprocedure.Dette involverer test af prøver af cellemateriale for at kontrollere, om proteinphosphorylering har fundet sted, og i nogle tilfælde måling af dets omfang.Der er en række forskellige metoder, der bruges til at kontrollere for phosphorylering, herunder mærkning af phosphatgrupper med radioisotoper, anvendelsen af antistoffer, der er specifikke for det phosphorylerede protein og massespektrometri.

Fra 2011, ekstra signalregulerede kinaser (ERKS) MDASH;enzymer, der er involveret i signalaktiviteter inden for cellen mdash;er et område af særlig interesse.ERK -phosphorylering spiller en rolle i reguleringen af forskellige cellefunktioner, herunder mitose og andre processer relateret til celledeling.Denne proces er relevant for nogle områder af kræftforskning, da den kan aktiveres af kræftfremkaldende stoffer og af virusinfektioner, hvilket fører til ukontrolleret celledeling og andre kræftrelaterede effekter.Forskning i mulige kræftbehandlinger, der involverer hæmning af denne proces, er i gang.Et phosphoryleringsassay kan bruges til at teste forskellige stoffer for deres effektivitet i denne rolle.