Wat is eiwitfosforylering?
Eiwitfosforylering is de hechting van een fosfaatgroep (PO 4 ) aan een eiwit. De nieuwe fosforgroep verandert de rol van het eiwit: het kan activeren, deactiveren of een functieverandering veroorzaken. Eiwitfosforylering komt vrij vaak voor in cellen van prokaryotische en eukaryotische organismen. Het biedt een manier voor de cel om biologische functies te reguleren zonder de werkelijke hoeveelheid beschikbare eiwitten te hoeven wijzigen om ze uit te voeren.
Een molecuul genaamd een proteïnekinase, soms een fosfotransferase genoemd, is verantwoordelijk voor het induceren van eiwitfosforylering. Er zijn veel verschillende proteïnekinasen, allemaal met verschillende doeleiwitten. Vaak is de activiteit van een proteïnekinase zelf afhankelijk van fosforylering. Dit proces is afhankelijk van een ander kinase. Soms gebruikt een cel een reeks reacties, een fosforylatiecascade, om een uitkomst te produceren. De aanzet voor dit type gebeurtenis is meestal een signaal van buiten de cel. Gewoonlijk komen de energie en de fosfaatgroep voor deze bewerkingen van adenosinetrifosfaat, een alomtegenwoordig kenmerk van het cellulaire landschap.
Zodra de nieuwe fosfaatgroep is toegevoegd door eiwitfosforylering, verandert deze de structuur van het gastheereiwit. De vorm van een geheel eiwit - de tertiaire structuur ervan genoemd - is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder elektrische lading. De negatieve lading van de fosfaatgroep verandert de tertiaire structuur voldoende om de functie van het gehele eiwit te veranderen. Sommige eiwitten kunnen op meerdere locaties worden gefosforyleerd, met elk verschillende effecten. Fosforylering vindt alleen plaats bij specifieke aminozuren: serine, threonine en tyrosine.
Eiwitfosforylering is een cruciaal element van biologische homeostase. De meeste cellulaire processen zijn stochastisch - ze vertrouwen op een reeks gedeeltelijk willekeurige interacties die alleen statistisch kunnen worden beheerd. Omdat de meeste functies door eiwitten worden uitgevoerd, omvat de gebruikelijke manier van de cel om een operatie uit te voeren meer of minder van het enzym dat het uitvoert. Dit systeem is relatief langzaam; het is ook moeilijker om ongedaan te maken, omdat de meeste eiwitten pas stoppen met functioneren wanneer ze worden vernietigd.
De effecten van eiwitfosforylering kunnen ongedaan worden gemaakt door een enzym dat fosfatase wordt genoemd. Dit proces wordt defosforylering genoemd. Defosforylering werkt bijna precies zoals fosforylering. Elk proces vereist dat het andere nuttig is. Het is de mogelijkheid om snel te fosforyleren dan defosforyleren waardoor deze route een fijnere manier van controle is dan het proces van het genereren van nieuwe eiwitten uit DNA en RNA. De som van de twee processen, inclusief de signalen die betrokken zijn bij het voltooien ervan, wordt fosforegulatie genoemd.