Co to jest fosforylacja?

Fosforylacja jest procesem chemicznym, w którym grupa fosforanowa (Po 4 ^{3-) jest dodawana do związku. Zwykle dotyczy chemii organicznej i ma kluczowe znaczenie dla wszystkich żywych organizmów. Proces ten bierze udział w syntezie białek i produkcji adenozyny Triphosforanu (ATP) - cząsteczki, która przechowuje i dostarcza energię. Odgrywa również kluczową rolę w różnych chemicznych mechanizmach sygnalizacji i regulacyjnych w komórce poprzez modyfikację struktury różnych białek i zmieniając ich aktywność.}

Normalnie energia jest wymagana do reakcji biochemicznych, które obejmują dodanie grupy fosforanowej do cząsteczki. Często energia ta pochodzi z cząsteczek ATP. ATP zawiera trzy grupy fosforanowe, z których jedna można łatwo usunąć. Usunięcie tej grupy uwalnia znaczną energię, którą można wykorzystać do umożliwienia reakcji fosforylacji, w której grupa fosforanowa jest dodawana do innej cząsteczki - na przykład glukozy. Zatem fosfatGrupy E można łatwo przenieść z ATP na inne cząsteczki.

Te reakcje wymagają jednak połączenia ATP i cząsteczki receptora, aby mogło nastąpić transfer. Osiąga to enzymy zwane kinazami. Są to duże, złożone białka, które mogą zawierać kilkaset aminokwasów. Kształt enzymu ma kluczowe znaczenie: struktura enzymu kinazy jest taka, że ​​zarówno ATP, jak i cząsteczka receptora mogą być zakwaterowane w pobliżu, aby umożliwić kontynuację reakcji. Przykładem jest kinaza glicerolu, która ułatwia przenoszenie grupy fosforanowej z ATP do glicerolu; Jest to część procesu, który wytwarza fosfolipidy, które są stosowane w błonach komórkowych.

ATP jest wytwarzany przez dobrze znany proces fosforylacji zwany fosforylacją oksydacyjną, w której grupa fosforanowa jest dodawana do difosforanu adenozyny (ADP) do wytwarzania ATP. EnerGy dla tego procesu ostatecznie pochodzi z jedzenia, które jemy, ale dokładniej z utleniania glukozy. Jest to bardzo złożony proces z wieloma krokami, ale najprościej energia z glukozy jest wykorzystywana do utworzenia dwóch związków, znanych jako NADH i FADH2, które zapewniają energię dla reszty reakcji. Związki zmniejszają środki, które łatwo rozkładają się z elektronami, dzięki czemu można je utlenić. Grupy fosforanowe są dodawane do cząsteczek ATP przy użyciu energii uwalnianej przez utlenianie NADH i FADH2; Ta reakcja jest ułatwiona przez syntetazę enzymu ATP.

Wiele różnych kinaz znajduje się zarówno w roślinach, jak i zwierzętach. Ze względu na ich znaczenie w tak wielu procesach komórkowych test fosforylacji stał się wspólną procedurą laboratoryjną. Obejmuje to testowanie próbek materiału komórkowego w celu sprawdzenia, czy odbyła się fosforylacja białka, aw niektórych przypadkach pomiar jej zasięgu. Istnieje wiele różnych metod stosowanych do sprawdzania fosforylacji, w tym znakowanie phosGrupy fate z radioizotopami, zastosowanie przeciwciał specyficznych dla fosforylowanego białka i spektrometrii masowej.

Od 2011 r. Kinazy dodatkowe regulowane sygnałami (ERK)-enzymy zaangażowane w działania sygnalizacyjne w komórce-są obszarem szczególnie interesującym. Fosforylacja ERK odgrywa rolę w regulacji różnych funkcji komórek, w tym mitozy i innych procesów związanych z podziałem komórek. Proces ten jest istotny dla niektórych obszarów badań nad rakiem, ponieważ można go aktywować przez substancje rakotwórcze i infekcje wirusów, co prowadzi do niekontrolowanego podziału komórek i innych efektów związanych z rakiem. Trwają badania nad możliwymi leczeniem raka, które obejmują hamowanie tego procesu. Test fosforylacji można zastosować do testowania różnych substancji pod kątem ich skuteczności w tej roli.