Hva er fosforylering?

Fosforylering er en kjemisk prosess der en fosfatgruppe (PO ₄ ^3- ) tilsettes en forbindelse.Det gjelder normalt organisk kjemi og er avgjørende for alle levende organismer.Prosessen er involvert i proteinsyntese og i produksjonen av adenosin trifosfat (ATP) mdash; et molekyl som lagrer og leverer energi.Det spiller også en avgjørende rolle i forskjellige kjemiske signalerings- og reguleringsmekanismer i cellen ved å endre strukturen til forskjellige proteiner og endre deres aktiviteter.

Normalt er energi nødvendig for de biokjemiske reaksjonene som involverer tilsetning av en fosfatgruppe til et molekyl.Ofte kommer denne energien fra ATP -molekyler.ATP inneholder tre fosfatgrupper, hvorav den ene lett fjernes.Fjerning av denne gruppen frigjør betydelig energi, som kan brukes til å muliggjøre en fosforyleringsreaksjon der fosfatgruppen tilsettes et annet molekyl mdash;for eksempel glukose.Dermed kan fosfatgrupper lett overføres fra ATP til andre molekyler.

Disse reaksjonene krever imidlertid at ATP og reseptormolekylet føres sammen slik at overføringen kan finne sted.Dette oppnås av enzymer kjent som kinaser.Dette er store, komplekse proteiner, som kan inneholde flere hundre aminosyrer.Formen på enzymet er avgjørende: strukturen til et kinase -enzym er slik at både ATP og reseptormolekylet kan imøtekommes i nærheten for å la reaksjonen fortsette.Et eksempel er glyserolkinase, som letter overføringen av en fosfatgruppe fra ATP til glyserol;Dette er en del av prosessen som produserer fosfolipider, som brukes i cellemembraner.

ATP produseres i seg selv ved en kjent fosforyleringsprosess kalt oksidativ fosforylering, der en fosfatgruppe tilsettes adenosindifosfat (ADP) for å produsere ATP.Energien for denne prosessen kommer til slutt fra maten vi spiser, men mer spesifikt oksidasjon av glukose.Det er en veldig kompleks prosess med mange trinn, men i enkle sagt brukes energien fra glukose til å danne to forbindelser, kjent som NADH og FADH2, som gir energien for resten av reaksjonen.Forbindelsene reduserer midlene som lett deler seg med elektroner, slik at de kan oksideres.Fosfatgrupper tilsettes til ATP -molekyler ved bruk av energien som frigjøres ved oksidasjon av NADH og FADH2;Denne reaksjonen letter av enzymet ATP -syntetase.

Mange forskjellige kinaser finnes i både planter og dyr.På grunn av deres betydning i så mange cellulære prosesser, har en fosforyleringsanalyse blitt en vanlig laboratorieprosedyre.Dette innebærer å teste prøver av cellemateriale for å sjekke om proteinfosforylering har funnet sted og i noen tilfeller måle omfanget.Det er en rekke forskjellige metoder som brukes for å sjekke for fosforylering, inkludert merking av fosfatgrupper med radioisotoper, bruk av antistoffer som er spesifikke for det fosforylerte protein- og massespektrometri.

fra 2011, ekstra signalregulerte kinaser (ERKs) mdash;enzymer som er involvert i signalaktiviteter i cellen og mdash;er et område av spesiell interesse.ERK -fosforylering spiller en rolle i å regulere forskjellige cellefunksjoner, inkludert mitose og andre prosesser relatert til celledeling.Denne prosessen er relevant for noen områder av kreftforskning, da den kan aktiveres av kreftfremkallende stoffer og ved virusinfeksjoner, noe som fører til ukontrollert celledeling og andre kreftrelaterte effekter.Forskning på mulige kreftbehandlinger som innebærer å hemme denne prosessen er i gang.En fosforyleringsanalyse kan brukes til å teste forskjellige stoffer for deres effektivitet i denne rollen.