Hva er proteinfosforylering?

Proteinfosforylering er tilknytningen av en fosfatgruppe (PO ₄ ) til et protein. Den nye fosforgruppen endrer proteinets rolle: det kan aktivere, deaktivere eller forårsake endring i funksjon. Proteinfosforylering er ganske vanlig i celler av prokaryote og eukaryote organismer. Det gir en måte for cellen å regulere biologiske funksjoner uten å måtte endre den faktiske mengden proteiner som er tilgjengelig for å utføre dem.

Et molekyl kalt en proteinkinase, noen ganger kalt en fosfotransferase, er ansvarlig for å indusere proteinfosforylering. Det er mange forskjellige proteinkinaser, alle med forskjellige målproteiner. Ofte er aktiviteten til en proteinkinase i seg selv avhengig av fosforylering. Denne prosessen er avhengig av en annen kinase. Noen ganger bruker en celle en streng reaksjoner, kalt en fosforyleringskaskade, for å gi et resultat. Drivkraften for denne typen hendelser er vanligvis et signal fra utenfor cellen. Vanligvis kommer energien og fosfatgruppen for disse operasjonene fra adenosintrifosfat, et allestedsnærende trekk i det cellulære landskapet.

Når den nye fosfatgruppen er tilsatt proteinfosforylering, endrer den strukturen til vertsproteinet. Formen på et helt protein - kalt dets tertiære struktur - er avhengig av en rekke faktorer, inkludert elektrisk ladning. Den negative ladningen av fosfatgruppen endrer den tertiære strukturen tilstrekkelig til å endre funksjonen til hele proteinet. Noen proteiner kan fosforyleres flere steder, med forskjellige effekter som følger av hver. Fosforylering forekommer bare ved spesifikke aminosyrer: serin, treonin og tyrosin.

Proteinfosforylering er et viktig element i biologisk homeostase. De fleste cellulære prosesser er stokastiske - de er avhengige av et sett delvis tilfeldige interaksjoner som bare kan administreres statistisk. Fordi de fleste funksjoner utføres av proteiner, innebærer cellens vanlige måte å utføre en viss operasjon på å lage mer eller færre av enzymet som utfører det. Dette systemet er relativt treg; det er også vanskeligere å angre, siden de fleste proteiner bare vil slutte å fungere når de blir ødelagt.

Effektene av proteinfosforylering kan angre ved et enzym kalt en fosfatase. Denne prosessen kalles defosforylering. Dephosforylering fungerer nesten nøyaktig som fosforylering. Hver prosess krever at den andre er nyttige. Det er muligheten for raskt fosforylering og defosforylering som gjør denne veien til et finere kontrollmiddel enn prosessen med å generere nye proteiner fra DNA og RNA. Summen av de to prosessene, inkludert signalene som er involvert i å fullføre dem, kalles fosforregulering.