O que são sites de fosforilação?
Os locais de fosforilação são áreas particulares de moléculas que sofrem a adição ou remoção de um grupo fosfato conhecido como PO4. Eles são particularmente importantes para a regulação de proteínas na célula. A fosforilação pode ativar ou desativar a proteína e é uma maneira importante de regular as vias da célula. Uma única proteína pode ter muitos locais de fosforilação, e cada célula individual pode ter milhares deles. Alguns resultados da fosforilação que deram errado podem incluir câncer e diabetes.
As proteínas que podem ser fosforiladas incluem enzimas proteicas, que aceleram bastante a velocidade das reações. A fosforilação de uma proteína pode alterar sua função ou localização na célula. As enzimas individuais variam se a sua forma ativa tem o local de fosforilação fosforilado ou vazio.
Os receptores também são locais importantes de fosforilação. Estes sinais de transmissão e vias de transdução de sinal são frequentemente regulados por locais de fosforilação. Um dos fatores que os torna vantajosos para a regulação é que o tempo das reações de sinalização pode variar de horas a menos de um segundo. As vias de fosforilação podem ser altamente complexas com uma série de proteínas que fosforilam sequencialmente a seguir. Isso leva à amplificação de um caminho.
Uma proteína que adiciona fosfato é chamada quinase . Estes regulam um grande número de reações dentro da célula. As proteínas que removem um grupo fosforil são chamadas fosfatases .
As cinases obtêm o grupo fosfato a partir de trifosfato de adenosina (ATP). Eles adicionam o grupo fosfato a um dos três aminoácidos - serina, treonina ou tirosina. Outros podem atuar nos três, ou mesmo em aminoácidos adicionais, como a histidina. Algumas cinases têm múltiplas especificidades e podem atuar em mais de um alvo. Essa ampla especificidade de alvo permite a regulação coordenada de várias vias por um sinal.
Um subgrupo muito importante de quinases são as proteínas serina / treonina quinases . Seu local de fosforilação é o grupo OH de serina ou treonina. A fosforilação por essas quinases pode ser regulada por sinais químicos, bem como por eventos como danos ao DNA. As MAP quinases são um grupo bem estudado desse tipo, e um subgrupo de MAP quinases é conhecido como quinases reguladas por sinais extracelulares (ERK).
A fosforilação de ERK é amplamente expressa como um mecanismo de sinalização intracelular. O que é importante sobre essas quinases ERK é que elas transmitem sinais extracelulares e os amplificam dentro da célula. O caminho é ativado por muitos fatores extracelulares diferentes, incluindo fatores de crescimento, hormônios e agentes cancerígenos. O caminho da ERK é interrompido em muitos cânceres.
A fosforilação de proteínas, e a localização dos locais de fosforilação em particular, é um campo de estudo altamente ativo. Até metade das proteínas em uma célula pode ser fosforilada. Várias empresas são especializadas em prever quais áreas de uma proteína podem ser fosforiladas.
O ensaio de fosforilação de proteínas geralmente utiliza anticorpos. Estas são proteínas produzidas pelo sistema imunológico de um animal que são específicas para invasores estrangeiros. Existem centenas de anticorpos específicos para alterações estruturais induzidas pela fosforilação. As proteínas são executadas em um gel que se separa por tamanho e carga e é conhecida como eletroforese bidimensional. É então tratado com o anticorpo fosfo-específico para determinar diferenças na estrutura.
Deve-se notar que outros tipos de moléculas também podem ser fosforilados. Por exemplo, a fosforilação dos açúcares é uma parte importante do metabolismo celular. A glicólise da via metabólica produtora de energia é um desses exemplos. O primeiro passo na quebra da glicose é a fosforilação de um grupo OH na molécula de glicose.
A fosforilação do adenosina difosfato (ADP) no ATP é essencial para que muitas das reações intensivas em energia da célula ocorram. O ATP é uma molécula de alta energia e libera energia quando doa um grupo fosfato. A síntese de proteínas está entre os muitos processos celulares importantes alimentados pelo ATP.