O que é fosforilação?
A fosforilação é um processo químico no qual um grupo fosfato (PO 4 3- ) é adicionado a um composto. Normalmente se aplica à química orgânica e é crucial para todos os organismos vivos. O processo está envolvido na síntese de proteínas e na produção de trifosfato de adenosina
Normalmente, é necessária energia para as reações bioquímicas que envolvem a adição de um grupo fosfato a uma molécula. Muitas vezes, essa energia vem das moléculas de ATP. O ATP contém três grupos fosfato, um dos quais é facilmente removido. A remoção desse grupo libera energia considerável, que pode ser usada para permitir uma reação de fosforilação na qual o grupo fosfato é adicionado a outra molécula - por exemplo, glicose. Assim, os grupos fosfato podem ser facilmente transferidos do ATP para outras moléculas.
Essas reações, no entanto, exigem que o ATP e a molécula receptora sejam reunidos para que a transferência possa ocorrer. Isto é conseguido por enzimas conhecidas como cinases. São proteínas grandes e complexas, que podem conter várias centenas de aminoácidos. A forma da enzima é crucial: a estrutura de uma enzima cinase é tal que tanto o ATP quanto a molécula receptora podem ser acomodados nas proximidades para permitir que a reação prossiga. Um exemplo é a glicerol quinase, que facilita a transferência de um grupo fosfato do ATP para o glicerol; isso faz parte do processo que produz fosfolipídios, que são usados nas membranas celulares.
O próprio ATP é produzido por um conhecido processo de fosforilação chamado fosforilação oxidativa, no qual um grupo fosfato é adicionado ao adenosina difosfato (ADP) para produzir ATP. A energia para esse processo vem basicamente dos alimentos que ingerimos, mas mais especificamente da oxidação da glicose. É um processo muito complexo, com muitas etapas, mas em termos simples, a energia da glicose é usada para formar dois compostos, conhecidos como NADH e FADH2, que fornecem a energia para o restante da reação. Os compostos são agentes redutores que se separam facilmente dos elétrons, para que possam ser oxidados. Os grupos fosfato são adicionados às moléculas de ATP usando a energia liberada pela oxidação de NADH e FADH2; essa reação é facilitada pela enzima ATP sintetase.
Muitas cinases diferentes são encontradas em plantas e animais. Devido à sua importância em tantos processos celulares, um ensaio de fosforilação tornou-se um procedimento laboratorial comum. Isso envolve testar amostras de material celular para verificar se a fosforilação de proteínas ocorreu e, em alguns casos, medir sua extensão. Existem vários métodos diferentes usados para verificar a fosforilação, incluindo a marcação de grupos fosfato com radioisótopos, o uso de anticorpos específicos para a proteína fosforilada e a espectrometria de massa.
A partir de 2011, quinases extras reguladas por sinal (ERKs) - enzimas envolvidas em atividades de sinalização dentro da célula - são uma área de particular interesse. A fosforilação da ERK desempenha um papel na regulação de várias funções celulares, incluindo mitose e outros processos relacionados à divisão celular. Esse processo é relevante para algumas áreas da pesquisa do câncer, pois pode ser ativado por substâncias cancerígenas e por infecções por vírus, levando à divisão celular descontrolada e a outros efeitos relacionados ao câncer. Pesquisas sobre possíveis tratamentos contra o câncer que envolvem a inibição desse processo estão em andamento. Um ensaio de fosforilação pode ser usado para testar diferentes substâncias quanto à sua eficácia nesse papel.