Que sont les sites de phosphorylation?

Les sites de phosphorylation sont des zones particulières de molécules qui subissent l’addition ou l’élimination d’un groupe phosphate appelé PO4. Ils sont particulièrement importants pour la régulation des protéines dans la cellule. La phosphorylation peut activer ou désactiver la protéine et constitue un moyen important de réguler les voies dans la cellule. Une seule protéine peut avoir de nombreux sites de phosphorylation, et chaque cellule peut en contenir des milliers. Certains résultats de la phosphorylation qui a mal tourné peuvent inclure le cancer et le diabète.

Les protéines qui peuvent être phosphorylées comprennent les enzymes protéiques, qui accélèrent considérablement la vitesse des réactions. La phosphorylation d'une protéine peut changer sa fonction ou sa localisation dans la cellule. Les enzymes individuelles varient selon que leur forme active a le site de phosphorylation phosphorylé ou vide.

Les récepteurs sont également des sites importants de phosphorylation. Ces signaux de transmission et voies de transduction de signaux sont souvent régulés par des sites de phosphorylation. L'un des facteurs qui les rend avantageux pour la régulation est que la synchronisation des réactions de signalisation peut varier de quelques heures à moins d'une seconde. Les voies de la phosphorylation peuvent être très complexes avec une série de protéines phosphorylant séquentiellement la suivante. Cela conduit à l'amplification d'une voie.

Une protéine qui ajoute un phosphate s'appelle une kinase . Ceux-ci régulent un grand nombre de réactions au sein de la cellule. Les protéines qui éliminent un groupe phosphoryle sont appelées phosphatases .

Les kinases obtiennent le groupe phosphate de l'adénosine triphosphate (ATP). Ils ajoutent le groupe phosphate à l'un des trois acides aminés - sérine, thréonine ou tyrosine. D'autres peuvent agir sur les trois, voire sur d'autres acides aminés tels que l'histidine. Certaines kinases ont plusieurs spécificités et peuvent agir sur plusieurs cibles. Cette spécificité large de la cible permet la régulation coordonnée de plusieurs voies par un seul signal.

Un sous-groupe très important de kinases est la sérine / thréonine protéine kinase . Leur site de phosphorylation est le groupe OH de la sérine ou de la thréonine. La phosphorylation par ces kinases peut être régulée par des signaux chimiques, ainsi que par des événements tels que des dommages à l'ADN. Les MAP kinases constituent un groupe bien étudié de ce type, et un sous-groupe de MAP kinases est connu sous le nom de kinases extracellulaires à signal régulé (ERK).

La phosphorylation de ERK est largement exprimée en tant que mécanisme de signalisation intracellulaire. L'important dans ces kinases ERK est qu'elles transmettent des signaux extracellulaires et les amplifient à l'intérieur de la cellule. La voie est activée par de nombreux facteurs extracellulaires, notamment des facteurs de croissance, des hormones et des agents cancérigènes. La voie de l'ERK est perturbée dans de nombreux cancers.

La phosphorylation des protéines, et l'emplacement des sites de phosphorylation en particulier, constituent un domaine d'étude très actif. Jusqu'à la moitié des protéines d'une cellule peuvent être phosphorylées. Diverses sociétés sont spécialisées dans la prédiction des zones d'une protéine pouvant être phosphorylées.

Le test de phosphorylation de protéines utilise généralement des anticorps. Ce sont des protéines produites par le système immunitaire d'un animal qui sont spécifiques aux envahisseurs étrangers. Il existe des centaines d'anticorps spécifiques aux changements structurels induits par la phosphorylation. Les protéines sont traitées sur un gel qui se sépare par taille et par charge et est connu sous le nom d'électrophorèse bidimensionnelle. Il est ensuite traité avec l'anticorps phospho-spécifique pour déterminer les différences de structure.

Il est à noter que d'autres types de molécules peuvent également être phosphorylés. Par exemple, la phosphorylation des sucres est une partie importante du métabolisme cellulaire. La glycolyse de la voie métabolique productrice d'énergie en est un exemple. La première étape dans la décomposition du glucose est la phosphorylation d'un groupe OH sur la molécule de glucose.

La phosphorylation de l'adénosine diphosphate (ADP) en ATP est essentielle à de nombreuses réactions énergivores de la cellule. L'ATP est une molécule à haute énergie et dégage de l'énergie lorsqu'il donne un groupe phosphate. La synthèse des protéines fait partie des nombreux processus cellulaires importants alimentés par l'ATP.