Che cos'è la fosforilazione proteica?
La fosforilazione proteica è l'attaccamento di un gruppo fosfato (PO 4 ) a una proteina. Il nuovo gruppo fosforo altera il ruolo della proteina: può attivare, disattivare o causare un cambiamento di funzione. La fosforilazione proteica è abbastanza comune nelle cellule degli organismi procariotici ed eucariotici. Fornisce un modo per la cellula di regolare le funzioni biologiche senza dover modificare la quantità effettiva di proteine disponibili per eseguirle.
Una molecola chiamata proteina chinasi, a volte chiamata fosfotransferasi, è responsabile dell'induzione della fosforilazione proteica. Esistono molte diverse chinasi proteiche, tutte con differenti proteine target. Spesso l'attività di una proteina chinasi dipende essa stessa dalla fosforilazione. Questo processo dipende da un'altra chinasi. A volte una cellula utilizza una serie di reazioni, chiamata cascata di fosforilazione, per produrre un risultato. L'impulso per questo tipo di evento è di solito un segnale dall'esterno della cellula. Di solito, l'energia e il gruppo fosfato per queste operazioni provengono dall'adenosina trifosfato, una caratteristica onnipresente del paesaggio cellulare.
Una volta che il nuovo gruppo fosfato viene aggiunto dalla fosforilazione proteica, cambia la struttura della sua proteina ospite. La forma di una proteina intera, chiamata struttura terziaria, dipende da una varietà di fattori, inclusa la carica elettrica. La carica negativa del gruppo fosfato modifica sufficientemente la struttura terziaria per alterare la funzione dell'intera proteina. Alcune proteine possono essere fosforilate in più posizioni, con effetti diversi risultanti da ciascuna. La fosforilazione si verifica solo a specifici aminoacidi: serina, treonina e tirosina.
La fosforilazione proteica è un elemento cruciale dell'omeostasi biologica. La maggior parte dei processi cellulari sono stocastici: si basano su una serie di interazioni parzialmente casuali che possono essere gestite solo statisticamente. Poiché la maggior parte delle funzioni è svolta dalle proteine, il modo abituale della cellula di eseguire alcune operazioni prevede la produzione di più o meno dell'enzima che lo svolge. Questo sistema è relativamente lento; è anche più difficile da annullare, poiché la maggior parte delle proteine smette di funzionare solo quando vengono distrutte.
Gli effetti della fosforilazione proteica possono essere annullati da un enzima chiamato fosfatasi. Questo processo si chiama defosforilazione. La fosforilazione funziona quasi esattamente come la fosforilazione. Ogni processo richiede che l'altro sia utile. È la possibilità di fosforilare rapidamente e poi di defosforilare che rende questo percorso un mezzo di controllo più fine rispetto al processo di generazione di nuove proteine dal DNA e dall'RNA. La somma dei due processi, inclusi i segnali coinvolti nel loro completamento, è chiamata fosfororegolazione.