Qu'est-ce que la phosphorylation de protéines?

La phosphorylation de protéines est l'attachement d'un groupe phosphate (PO 4 ) à une protéine. Le nouveau groupe phosphore modifie le rôle de la protéine: elle peut activer, désactiver ou provoquer un changement de fonction. La phosphorylation des protéines est assez commune dans les cellules d'organismes procaryotes et eucaryotes. Il fournit un moyen pour la cellule de réguler les fonctions biologiques sans avoir à changer la quantité réelle de protéines disponibles pour les exécuter.

Une molécule appelée protéine kinase, parfois appelée phosphotransférase, est responsable de l'induction de la phosphorylation des protéines. Il existe de nombreuses protéines kinases différentes, toutes avec des protéines cibles différentes. Souvent, l'activité d'une protéine kinase dépend elle-même de la phosphorylation. Ce processus dépend d'une autre kinase. Parfois, une cellule utilise une chaîne de réactions, appelée cascade de phosphorylation, pour produire un résultat. L'impulsion pour ce type d'événement est généralement un signal provenant de l'extérieur de la cellule. Habituellement, l’énergie et le groupe phosphate de ces opérations proviennent de l’adénosine triphosphate, une caractéristique omniprésente du paysage cellulaire.

Une fois que le nouveau groupe phosphate est ajouté par phosphorylation de protéine, il modifie la structure de sa protéine hôte. La forme d'une protéine entière, appelée structure tertiaire, dépend de nombreux facteurs, notamment la charge électrique. La charge négative du groupe phosphate modifie suffisamment la structure tertiaire pour modifier la fonction de la protéine entière. Certaines protéines peuvent être phosphorylées à plusieurs endroits, avec des effets différents. La phosphorylation ne se produit qu'au niveau d'acides aminés spécifiques: sérine, thréonine et tyrosine.

La phosphorylation des protéines est un élément crucial de l'homéostasie biologique. La plupart des processus cellulaires sont stochastiques - ils reposent sur un ensemble d'interactions partiellement aléatoires qui ne peuvent être gérées que de manière statistique. Comme la plupart des fonctions sont assurées par des protéines, la manière habituelle de la cellule d’effectuer certaines opérations consiste à fabriquer plus ou moins d’enzyme qui la réalise. Ce système est relativement lent. il est également plus difficile de l'annuler, car la plupart des protéines ne cesseront de fonctionner que lorsqu'elles seront détruites.

Les effets de la phosphorylation des protéines peuvent être annulés par une enzyme appelée phosphatase. Ce processus s'appelle déphosphorylation. La déphosphorylation fonctionne presque exactement comme la phosphorylation. Chaque processus nécessite que l’autre soit utile. C'est la possibilité de phosphoryler puis de déphosphoryler rapidement qui fait de cette voie un moyen de contrôle plus fin que le processus de génération de nouvelles protéines à partir d'ADN et d'ARN. La somme des deux processus, y compris les signaux impliqués dans leur réalisation, est appelée phosphorégulation.

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