¿Qué son los sitios de fosforilación?

Los sitios de fosforilación son áreas particulares de moléculas que se someten a la adición o eliminación de un grupo fosfato conocido como PO4. Son particularmente importantes para la regulación de las proteínas en la célula. La fosforilación puede activar o desactivar la proteína y es una forma importante de regular las vías en la célula. Una sola proteína puede tener muchos sitios de fosforilación, y cada célula individual puede tener miles de ellos. Algunos resultados de la fosforilación que salió mal pueden incluir cáncer y diabetes.

Las proteínas que pueden fosforilarse incluyen enzimas proteicas, que aceleran enormemente la velocidad de las reacciones. La fosforilación de una proteína puede cambiar su función o localización en la célula. Las enzimas individuales varían si su forma activa tiene el sitio de fosforilación fosforilado o vacío.

Los receptores también son sitios importantes de fosforilación. Estas señales de transmisión y las vías de transducción de señales a menudo están reguladas por sitios de fosforilación. Uno de los factores que los hace ventajosos para la regulación es que el tiempo de las reacciones de señalización puede variar de horas a menos de un segundo. Las vías de fosforilación pueden ser muy complejas con una serie de proteínas que fosforilan secuencialmente la siguiente. Esto conduce a la amplificación de una vía.

Una proteína que agrega un fosfato se llama quinasa . Estos regulan una gran cantidad de reacciones dentro de la célula. Las proteínas que eliminan un grupo fosforilo se llaman fosfatasas .

Las quinasas obtienen el grupo fosfato del trifosfato de adenosina (ATP). Añaden el grupo fosfato a uno de los tres aminoácidos: serina, treonina o tirosina. Otros pueden actuar sobre los tres, o incluso sobre aminoácidos adicionales como la histidina. Algunas quinasas tienen múltiples especificidades y pueden actuar en más de un objetivo. Tal especificidad de objetivo amplia permite la regulación coordinada de múltiples vías por una señal.

Un subgrupo muy importante de quinasas es la proteína serina / treonina quinasas . Su sitio de fosforilación es el grupo OH de serina o treonina. La fosforilación de estas quinasas se puede regular mediante señales químicas, así como por eventos como el daño del ADN. Las MAP quinasas son un grupo bien estudiado de este tipo, y un subgrupo de MAP quinasas se conoce como quinasas reguladas por señal extracelular (ERK).

La fosforilación de ERK se expresa ampliamente como un mecanismo de señalización intracelular. Lo importante de estas ERK quinasas es que transmiten señales extracelulares y las amplifican dentro de la célula. La vía se activa por muchos factores extracelulares diferentes, incluidos factores de crecimiento, hormonas y carcinógenos. La vía ERK se interrumpe en muchos tipos de cáncer.

La fosforilación de proteínas, y la ubicación de los sitios de fosforilación en particular, es un campo de estudio altamente activo. Hasta la mitad de las proteínas en una célula pueden fosforilarse. Varias compañías se especializan en predecir qué áreas de una proteína pueden fosforilarse.

El ensayo de fosforilación de proteínas generalmente utiliza anticuerpos. Estas son proteínas producidas por el sistema inmune de un animal que son específicas para los invasores extraños. Hay cientos de anticuerpos que son específicos para los cambios estructurales inducidos por la fosforilación. Las proteínas se ejecutan en un gel que se separa por tamaño y carga, y se conoce como electroforesis bidimensional. Luego se trata con el anticuerpo fosfoespecífico para determinar las diferencias en la estructura.

Cabe señalar que también se pueden fosforilar otros tipos de moléculas. Por ejemplo, la fosforilación de azúcares es una parte importante del metabolismo celular. La glucólisis de la vía metabólica productora de energía es uno de esos ejemplos. El primer paso en la descomposición de la glucosa es la fosforilación de un grupo OH en la molécula de glucosa.

La fosforilación de adenosina difosfato (ADP) en ATP es esencial para que tengan lugar muchas de las reacciones intensivas en energía de la célula. El ATP es una molécula de alta energía y emite energía cuando dona un grupo fosfato. La síntesis de proteínas es uno de los muchos procesos celulares importantes impulsados ​​por ATP.