¿Qué es la fosforilación?
La fosforilación es un proceso químico en el que se agrega un grupo fosfato (PO 4 3- ) a un compuesto. Normalmente se aplica a la química orgánica y es crucial para todos los organismos vivos. El proceso participa en la síntesis de proteínas y en la producción de trifosfato de adenosina
Normalmente, se requiere energía para las reacciones bioquímicas que implican la adición de un grupo fosfato a una molécula. A menudo, esta energía proviene de las moléculas de ATP. El ATP contiene tres grupos fosfato, uno de los cuales se elimina fácilmente. La eliminación de este grupo libera una energía considerable, que puede usarse para permitir una reacción de fosforilación en la que el grupo fosfato se agrega a otra molécula, por ejemplo, glucosa. Por lo tanto, los grupos fosfato pueden transferirse fácilmente del ATP a otras moléculas.
Sin embargo, estas reacciones requieren que el ATP y la molécula receptora se unan para que la transferencia pueda tener lugar. Esto se logra mediante enzimas conocidas como quinasas. Estas son proteínas grandes y complejas, que pueden contener varios cientos de aminoácidos. La forma de la enzima es crucial: la estructura de una enzima quinasa es tal que tanto el ATP como la molécula receptora pueden acomodarse muy cerca para permitir que la reacción continúe. Un ejemplo es la glicerol quinasa, que facilita la transferencia de un grupo fosfato de ATP a glicerol; Esto es parte del proceso que produce fosfolípidos, que se utilizan en las membranas celulares.
El propio ATP se produce mediante un conocido proceso de fosforilación llamado fosforilación oxidativa, en el que se agrega un grupo fosfato al difosfato de adenosina (ADP) para producir ATP. La energía para este proceso en última instancia proviene de los alimentos que comemos, pero más específicamente de la oxidación de la glucosa. Es un proceso muy complejo con muchos pasos, pero en términos simples, la energía de la glucosa se usa para formar dos compuestos, conocidos como NADH y FADH2, que proporcionan la energía para el resto de la reacción. Los compuestos son agentes reductores que se separan fácilmente de los electrones, de modo que pueden oxidarse. Los grupos fosfato se agregan a las moléculas de ATP utilizando la energía liberada por la oxidación de NADH y FADH2; Esta reacción es facilitada por la enzima ATP sintetasa.
Se encuentran muchas quinasas diferentes tanto en plantas como en animales. Debido a su importancia en tantos procesos celulares, un ensayo de fosforilación se ha convertido en un procedimiento de laboratorio común. Esto implica probar muestras de material celular para verificar si se ha producido la fosforilación de proteínas y, en algunos casos, medir su extensión. Existen varios métodos diferentes para verificar la fosforilación, incluido el marcado de grupos fosfato con radioisótopos, el uso de anticuerpos específicos para la proteína fosforilada y la espectrometría de masas.
A partir de 2011, las quinasas reguladas por señal adicionales (ERK), enzimas que participan en actividades de señalización dentro de la célula, son un área de particular interés. La fosforilación de ERK desempeña un papel en la regulación de diversas funciones celulares, incluida la mitosis y otros procesos relacionados con la división celular. Este proceso es relevante para algunas áreas de investigación del cáncer, ya que puede ser activado por sustancias cancerígenas y por infecciones virales, lo que lleva a una división celular descontrolada y otros efectos relacionados con el cáncer. La investigación sobre posibles tratamientos contra el cáncer que implican la inhibición de este proceso está en marcha. Se puede usar un ensayo de fosforilación para probar diferentes sustancias para determinar su efectividad en este papel.