Hvad er proteinfosforylering?
Proteinphosphorylering er tilknytningen af en phosphatgruppe (PO4) til et protein. Den nye fosforgruppe ændrer proteinets rolle: det kan aktivere, deaktivere eller forårsage en ændring i funktion. Proteinphosphorylering er temmelig almindeligt i celler fra prokaryotiske og eukaryote organismer. Det giver en måde for cellen at regulere biologiske funktioner uden at skulle ændre den faktiske mængde proteiner til rådighed for at udføre dem.
Et molekyle kaldet en proteinkinase, nogle gange kaldet en phosphotransferase, er ansvarlig for at inducere proteinfosforylering. Der er mange forskellige proteinkinaser, alle med forskellige målproteiner. Ofte er aktiviteten af en proteinkinase i sig selv afhængig af phosphorylering. Denne proces er afhængig af en anden kinase. Undertiden bruger en celle en række reaktioner, kaldet en fosforyleringskaskade, til at give et resultat. Drivkraft for denne type begivenhed er normalt et signal fra uden for cellen. Normalt kommer energien og fosfatgruppen til disse operationer fra adenosintriphosphat, et allestedsnærværende træk i det cellulære landskab.
Når den nye phosphatgruppe er tilføjet ved hjælp af proteinphosphorylering, ændrer den strukturen for dets værtsprotein. Formen på et helt protein - kaldet dets tertiære struktur - afhænger af en række faktorer, herunder elektrisk ladning. Den negative ladning af phosphatgruppen ændrer den tertiære struktur tilstrækkelig til at ændre funktionen af hele proteinet. Nogle proteiner kan fosforyleres flere steder med forskellige effekter, der følger af hver. Phosphorylering forekommer kun ved specifikke aminosyrer: serin, threonin og tyrosin.
Proteinphosphorylering er et vigtigt element i biologisk homeostase. De fleste cellulære processer er stokastiske - de er afhængige af et sæt delvist tilfældige interaktioner, der kun kan styres statistisk. Da de fleste funktioner udføres af proteiner, involverer cellens sædvanlige måde at udføre en eller anden operation at gøre mere eller færre af det enzym, der udfører det. Dette system er relativt langsomt; det er også vanskeligere at fortryde, da de fleste proteiner kun vil stoppe med at fungere, når de ødelægges.
Virkningerne af proteinphosphorylering kan fortrydes af et enzym kaldet en phosphatase. Denne proces kaldes dephosphorylering. Dephosforylering fungerer næsten nøjagtigt som fosforylering. Hver proces kræver, at den anden er nyttig. Det er muligheden for hurtig fosforylering og derefter dephosforylering, der gør denne vej til et finere middel til kontrol end processen med at generere nye proteiner fra DNA og RNA. Summen af de to processer, inklusive signalerne involveret i færdiggørelsen af dem, kaldes fosforregulering.