Fosforilasyon ve Nasıl Çalışır

Fosforilasyon, bir fosforil grubunun (PO3-) bir organik molekül. Bir fosforil grubunun çıkarılmasına defosforilasyon denir. Hem fosforilasyon hem de fosforilasyon gerçekleştirilir enzimler tarafından (örn. kinazlar, fosfotransferazlar). Biyokimya ve moleküler biyoloji alanlarında fosforilasyon önemlidir, çünkü protein ve enzim fonksiyonunda, şeker metabolizmasında ve enerji depolama ve salınımında önemli bir reaksiyondur.

Fosforilasyonun Amaçları

Fosforilasyon, hücreler. İşlevleri şunları içerir:

  • Glikoliz için önemli
  • Protein-protein etkileşimi için kullanılır
  • Protein yıkımında kullanılır
  • Enzim inhibisyonunu düzenler
  • Enerji gerektiren kimyasal reaksiyonları düzenleyerek homeostazı korur

Fosforilasyon Çeşitleri

Birçok molekül tipi fosforilasyon ve fosforilasyona maruz kalabilir. En önemli fosforilasyon tiplerinden üçü glikoz fosforilasyonu, protein fosforilasyonu ve oksidatif fosforilasyondur.

Glikoz Fosforilasyonu

glikoz ve diğer şekerler çoğu zaman ilk aşamaları olarak fosforile edilirler. katabolizma

. Örneğin, D-glikozun glikolizinin ilk adımı, D-glikoz-6-fosfata dönüştürülmesidir. Glikoz, hücrelere kolayca nüfuz eden küçük bir moleküldür. Fosforilasyon, dokuya kolayca giremeyen daha büyük bir molekül oluşturur. Bu nedenle, fosforilasyon kan şekeri konsantrasyonunu düzenlemek için önemlidir. Glikoz konsantrasyonu da doğrudan glikojen oluşumu ile ilişkilidir. Glikoz fosforilasyonu ayrıca kalp büyümesi ile de bağlantılıdır.

Protein Fosforilasyonu

Rockefeller Tıbbi Araştırma Enstitüsü'nde yer alan Phoebus Levene, 1906'da fosforile protein (fosvitin), ancak proteinlerin enzimatik fosforilasyonu tarif edilmemiştir 1930'lara kadar.

Protein fosforilasyonu, fosforil grubu bir amino asit. Genellikle amino asit serindir, ancak ökaryotlarda treonin ve tirozin ve prokaryotlarda histidin üzerinde fosforilasyon da meydana gelir. Bu, bir fosfat grubunun bir serin, treonin veya tirozin yan zincirinin hidroksil (-OH) grubu ile reaksiyona girdiği bir esterleştirme reaksiyonudur. Enzim protein kinazı, bir fosfat grubunu amino aside kovalent olarak bağlar. Kesin mekanizma, prokaryotlar ve ökaryotlar. En iyi çalışılan fosforilasyon formları, translasyon sonrası modifikasyonlardır (PTM), yani proteinler, bir RNA şablonundan translasyondan sonra fosforile edilir. Ters reaksiyon, fosforilasyon, protein fosfatazlar tarafından katalize edilir.

Protein fosforilasyonunun önemli bir örneği, histonların fosforilasyonudur. Ökaryotlarda DNA, oluşturmak için histon proteinleri ile ilişkilidir kromatin. Histon fosforilasyonu, kromatinin yapısını değiştirir ve protein-protein ve DNA-protein etkileşimlerini değiştirir. Genellikle, DNA hasar gördüğünde fosforilasyon meydana gelir ve kırık DNA çevresinde boşluk açar, böylece onarım mekanizmaları işlerini yapabilir.

Önemine ek olarak DNA onarımı, protein fosforilasyonu metabolizma ve sinyal yollarında önemli bir rol oynar.

Oksidatif fosforilasyon

Oksidatif fosforilasyon, bir hücrenin kimyasal enerjiyi nasıl depoladığı ve serbest bıraktığıdır. Ökaryotik bir hücrede, reaksiyonlar mitokondri içinde meydana gelir. Oksidatif fosforilasyon, elektron taşıma zinciri ve kemiyosmoz olanlar. Özetle, redoks reaksiyonu, mitokondrinin iç zarındaki elektron taşıma zinciri boyunca proteinlerden ve diğer moleküllerden elektronları geçirerek, yapmak için kullanılan enerjiyi serbest bırakır. adenozin trifosfat Kemosmozda (ATP).

Bu süreçte NADH ve FADH2 elektronları elektron taşıma zincirine iletir. Elektronlar zincir boyunca ilerledikçe daha yüksek enerjiden daha düşük enerjiye geçerek yol boyunca enerji salarlar. Bu enerjinin bir kısmı hidrojen iyonlarını (H+) bir elektrokimyasal gradyan oluşturmak için. Zincirin sonunda, elektronlar H ile bağlanan oksijene aktarılır+ su oluşturmak için. 'H+ iyonları ATP sentaz için enerji sağlar ATP sentezlemek. ATP fosforilatlandığında, fosfat grubunun ayrılması, hücrenin kullanabileceği bir formda enerji salar.

Adenosin, AMP, ADP ve ATP'yi oluşturmak için fosforilasyona uğrayan tek baz değildir. Örneğin, guanozin GMP, GDP ve GTP de oluşturabilir.

Fosforilasyonun Tespiti

Bir molekülün fosforile edilip edilmediği antikorlar kullanılarak tespit edilebilir, elektroforezveya kütle spektrometrisi. Bununla birlikte, fosforilasyon bölgelerinin tanımlanması ve karakterizasyonu zordur. İzotop etiketleme sıklıkla floresan, elektroforez ve immünoanalizler.

Kaynaklar

  • Kresge, Nicole; Simoni, Robert D.; Hill, Robert L. (2011-01-21). "Tersinir Fosforilasyon Süreci: Edmond H.'ın Çalışması Fischer". Biyolojik Kimya Dergisi. 286 (3).
  • Sharma, Saumya; Guthrie, Patrick H.; Chan, Suzanne S.; Haq, Syed; Taegtmeyer, Heinrich (2007-10-01). "Kalpteki İnsüline Bağlı mTOR Sinyali için Glikoz Fosforilasyonu Gerekli". Kardiyovasküler Araştırmalar. 76 (1): 71–80.
TikTokni.com