Co to jest fosforylacja?

Fosforylacja jest procesem chemicznym, w którym do związku dodaje się grupa fosforanowa (PO ₄ ³ ).Zwykle dotyczy chemii organicznej i ma kluczowe znaczenie dla wszystkich żywych organizmów.Proces ten bierze udział w syntezie białek oraz w produkcji adenozyny trifosforanu (ATP) i 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.

Zwykle energia jest wymagana dla 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 i mdash;Na przykład glukoza.Zatem grupy fosforanowe można łatwo przenieść z ATP na inne cząsteczki.

Te reakcje wymagają jednak, aby ATP i cząsteczka receptora były połączone, aby przeniesienie mogło nastąpić.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 sam jest wytwarzany przez dobrze znany proces fosforylacji zwany fosforylacją oksydacyjną, w którym grupa fosforanowa jest dodawana do adenozynowej diophosforanu (ADP) w celu wytworzenia ATP.Energia na ten proces 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 ułatwia enzym syntaza ATP.

Wiele różnych kinaz znajduje się zarówno u roślin, jak i zwierząt.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 sprawdzenia fosforylacji, w tym znakowanie grup fosforanowych radioizotopami, zastosowanie przeciwciał specyficznych dla fosforylowanej spektrometrii białka i spektrometrii mas.

od 2011 r., Kinazy dodatkowe regulowane sygnałami (ERK) i MDASH;enzymy zaangażowane w działania sygnalizacyjne w komórce i mdash;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.