Hvordan påvirker fosforylering proteinaktivitet?

Proteiner er cellulære arbejdsheste. Som enzymer katalyserer de biokemiske reaktioner. Proteiner fungerer også som receptorer, der binder til andre stoffer og kontrollerer celleaktivitet. Som en del af et hormon kan proteiner starte eller undertrykke større cellulære aktiviteter, såsom sekretion. En celle bruger fosforylering som en switch til at tænde eller slukke for proteinaktivitet.
Fosfater og proteiner

Proteiner er molekyler med en aminosyre-rygrad og som regel en eller flere sidegrupper. De elektriske kræfter på et proteins atomer giver det en tredimensionel form eller konformation, der kan omfatte komplekse folder og ringe. Phosphorylering er en kemisk reaktion, der tilføjer en fosfatgruppe bestående af et fosforatom og fire oxygenatomer til et organisk molekyle, såsom et protein. Fosfat har en negativ elektrisk ladning. Fosforylering ændrer et proteins konformation. Processen er normalt reversibel; et protein kan fosforyleres eller dephosforyleres, analogt med at vende en computerbit mellem nul og en.
Mekanisme

Kun et par aminosyrer kan acceptere en phosphatgruppe. Den stærke negative ladning på en fosfatgruppe ændrer den måde, et protein formes på, og hvordan det interagerer med vand. Et protein, der normalt ikke interagerer med vand, bliver hydrofilt, vandvenligt, når det er phosphoryleret. Denne ændring resulterer i ændringer af et proteins fysiske og biokemiske egenskaber. En kinase er en type enzym, der overfører et fosfat fra et højenergimolekyle til et andet stof, såsom et protein. Forskere har identificeret hundreder af kinaser, der overfører fosfater til specifikke proteiner.
Enzymaktivitet

Den konformationelle ændring til et enzym forårsaget af tilsætning af en eller flere phosphatgrupper kan aktivere eller hæmme enzymet. F.eks. Ændrer phosphorylering af enzymet glycogen synthetase enzymets form og reducerer dets aktivitet. Enzymet katalyserer omdannelsen af det lille sukker, glukose, til den langkædede stivelsesglykogen. Det phosphorylerende middel er glycogensyntetasekinase 3 eller GSK-3, der kan tilføje en phosphatgruppe til aminosyrerne serin og threonin. I dette eksempel tilføjer GSK-3 phosphatgrupper til de sidste tre serine aminosyrer af glycogensyntetase, hvilket gør det vanskeligt for enzymet at interagere med glukose.
Receptorer

Receptorer er proteiner inde i en celle, der reagerer "to signals from outside the cell.", 3, [[Phosphorylering kan hæmme eller aktivere receptorer. For eksempel er østrogenreceptor alpha, eller ERA, et protein, der aktiveres, når hormonet østrogen kommer ind i cellen. ERA er en transkriptionsfaktor - aktiveret ERA kan binde til DNA eller deoxyribonukleinsyre i kromosomer og påvirke, om specifikke gener vil blive udtrykt som proteiner. ERA kan imidlertid kun binde til DNA, hvis det først er phosphoryleret. Når ERA er blevet aktiveret og fosforyleret, kan det forbedre DNA-transkription og således stimulere produktionen af visse proteiner.