Fosforilación
La fosforilación es el proceso de transferir un residuo de ácido fosfórico de un donante de agente fosforilante a un sustrato , generalmente catalizado por enzimas y que conduce a la formación de ésteres de ácido fosfórico [1] :
ATP + R-OH → ADP + R-OPO 3 H 2En las células vivas , la fosforilación es uno de los tipos más comunes de modificación de proteínas postraduccional . Los procesos de fosforilación y desfosforilación de diversos sustratos se encuentran entre las reacciones bioquímicas más importantes. Son catalizados por enzimas especiales secretadas en una clase especial de quinasas o, de lo contrario, fosfotransferasas.
Entonces, por ejemplo, la fosforilación o desfosforilación de una proteína en particular a menudo regula la actividad funcional de esta proteína (la mejora o, por el contrario, "apaga" esta proteína funcionalmente).
La fosforilación también es necesaria para producir las formas activas de coenzimas de muchas vitaminas B. Por ejemplo, con la fosforilación doble de tiamina , se forma cocarboxilasa ( coenzima de la enzima carboxilasa ), con fosforilación de piridoxal (la forma aldehído de la vitamina B6) - piridoxal-6-fosfato, que es la coenzima de muchas enzimas del metabolismo de aminoácidos , con fosforilación de nicotinamida (vitamina PP) - nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP), que es una coenzima en muchas de las reacciones redox más importantes, etc.
El proceso de glucólisis también comienza con la fosforilación de hexosas . La fosforilación de ADP proporciona el almacenamiento de energía en forma de ATP para su posterior gasto. Y esto es solo una pequeña parte de las reacciones de fosforilación que ocurren en las células vivas.
Fosforilación de proteínas
La fosforilación reversible de las cadenas laterales de aminoácidos es una forma generalizada de regular la actividad de las proteínas celulares clave, incluidas las enzimas y las proteínas de las vías de señalización . Se cree que alrededor de un tercio de todas las proteínas eucariotas están sujetas a fosforilación .
La existencia de fosfoproteínas ya era conocida a finales del siglo XIX. En ese momento, se creía que su función era la acumulación de nutrientes, ya que la fosfocaseína se encontraba en la leche y las fosfovitinas en la yema de huevo. No fue hasta la década de 1950 que quedó claro que las fosfoproteínas son ubicuas. En 1954, en un experimento de fosforilación de caseína con un homogeneizado mitocondrial de células de hígado de rata, se demostró que la fosforilación de proteínas tiene un carácter enzimático [2] . Históricamente, la fosforilación de proteínas en los residuos de serina fue lo primero que se descubrió, luego se conoció la fosforilación en los residuos de treonina . La primera tirosina quinasa fue descubierta en 1980, fue el producto del gen src del virus del sarcoma de Rous [3] .
La reacción de fosforilación de proteínas se entiende como la adición de un grupo fosfato a través de un enlace fosfoéster (O-fosforilación) al grupo hidroxilo de la cadena lateral de un residuo de serina , treonina o tirosina , mientras que el ATP es donador de fosfato . En la gran mayoría de los casos, la fosforilación ocurre precisamente en estos tres residuos de aminoácidos. Sin embargo, la fosforilación en residuos de histidina y arginina (N-fosforilación), aspartato y glutamato (A-fosforilación) también se encuentra en la naturaleza [4] . Los ésteres de ácido fosfórico formados durante la fosforilación son muy estables, por lo tanto, se requieren enzimas especiales para su destrucción: proteínas fosfatasas . Esto crea las bases para una regulación fina del nivel de fosforilación de proteínas mediante el control del nivel de las proteínas quinasas y proteínas fosfatasas correspondientes.
La introducción de un residuo de ácido fosfórico en una molécula de proteína, por regla general, cambia sus propiedades. Esto se debe a la naturaleza química del grupo fosfato, que puede formar enlaces de hidrógeno e interacciones electrostáticas con los componentes de la molécula de proteína. Como resultado, la estructura espacial de la proteína puede cambiar y, en consecuencia, su actividad y capacidad para unirse a otras moléculas.
Notas
- ↑ fosforilación // Libro de oro de la IUPAC . Consultado el 5 de julio de 2012. Archivado desde el original el 19 de octubre de 2012.
- ↑ Burnett, G. y Kennedy, EP La fosforilación enzimática de proteínas // J Biol Chem : revista . - 1954. - vol. 211 . - Pág. 969-980 . — PMID 13221602 .
- ↑ Hunter, T. y Sefton, BM El producto del gen transformante del virus del sarcoma de Rous fosforila la tirosina // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América : revista . - 1980. - vol. 77 . - P. 1311-1315 . —PMID 6246487 .
- ↑ Arena, S., Benvenuti, S. y Bardelli, A. Análisis genético del kinoma y el fosfatoma en el cáncer // Cell Mol Life Sci : revista . - 2005. - vol. 62 . - Pág. 2092-2099 . -doi : 10.1007 / s00018-005-5205-1 . — PMID 16132230 .
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