Что такое сайты фосфорилирования?

Сайты фосфорилирования представляют собой особые участки молекул, которые подвергаются добавлению или удалению фосфатной группы, известной как PO4. Они особенно важны для регуляции белков в клетке. Фосфорилирование может активировать или деактивировать белок и является важным способом регуляции путей в клетке. Один белок может иметь много сайтов фосфорилирования, и каждая отдельная клетка может иметь тысячи из них. Некоторые результаты неправильного фосфорилирования могут включать рак и диабет.

Белки, которые могут быть фосфорилированы, включают белковые ферменты, которые значительно ускоряют скорость реакций. Фосфорилирование белка может изменить его функцию или локализацию в клетке. Отдельные ферменты различаются в зависимости от того, имеет ли их активная форма фосфорилированный сайт или он пустой.

Рецепторы также являются важными сайтами фосфорилирования. Эти передаваемые сигналы и пути передачи сигналов часто регулируются сайтами фосфорилирования. Одним из факторов, который делает их выгодными для регулирования, является то, что время сигнальных реакций может варьироваться от часов до менее секунды. Пути фосфорилирования могут быть очень сложными с рядом белков, последовательно фосфорилирующих следующий. Это приводит к усилению пути.

Белок, который добавляет фосфат, называется киназой . Они регулируют большое количество реакций в клетке. Белки, которые удаляют фосфорильную группу, называются фосфатазы .

Киназы получают фосфатную группу из аденозинтрифосфата (АТФ). Они добавляют фосфатную группу к одной из трех аминокислот - серину, треонину или тирозину. Другие могут воздействовать на все три или даже на дополнительные аминокислоты, такие как гистидин. Некоторые киназы имеют множественные специфичности и могут действовать более чем на одну цель. Такая широкая специфичность цели позволяет координировать регулирование нескольких путей одним сигналом.

Одна очень важная подгруппа киназ - серин / треонин протеинкиназы . Их сайт фосфорилирования представляет собой группу ОН серина или треонина. Фосфорилирование этими киназами может регулироваться химическими сигналами, а также такими событиями, как повреждение ДНК. MAP-киназы представляют собой хорошо изученную группу этого типа, а подгруппа MAP-киназ известна как внеклеточные сигнальные киназы (ERK).

ERK фосфорилирование широко экспрессируется как внутриклеточный сигнальный механизм. Что важно для этих ERK-киназ, так это то, что они передают внеклеточные сигналы и усиливают их внутри клетки. Путь активируется многими различными внеклеточными факторами, включая факторы роста, гормоны и канцерогены. Путь ERK нарушается во многих случаях рака.

Фосфорилирование белка, и в частности расположение сайтов фосфорилирования, является очень активной областью исследования. До половины белков в клетке могут быть фосфорилированы. Различные компании специализируются на прогнозировании того, какие области белка могут быть фосфорилированы.

Анализ фосфорилирования белка обычно использует антитела. Это белки, вырабатываемые иммунной системой животного, которые специфичны для иностранных захватчиков. Существуют сотни антител, которые специфичны для структурных изменений, вызванных фосфорилированием. Белки запускаются на гель, который разделяется по размеру и заряду, и известен как 2-мерный электрофорез. Затем его обрабатывают фосфоспецифическим антителом для определения различий в структуре.

Следует отметить, что молекулы других типов также могут быть фосфорилированы. Например, фосфорилирование сахаров является важной частью клеточного метаболизма. Энергетический метаболический путь гликолиза является одним из таких примеров. Первым шагом в расщеплении глюкозы является фосфорилирование группы ОН на молекуле глюкозы.

Фосфорилирование аденозиндифосфата (АДФ) до АТФ имеет важное значение для многих энергоемких реакций клетки. АТФ - это молекула с высокой энергией, которая выделяет энергию, когда выделяет фосфатную группу. Синтез белка является одним из многих важных клеточных процессов, приводимых в действие АТФ.