Фосфорилирование

Фосфорилирование

Фосфорилирование — процесс переноса остатка фосфорной кислоты от фосфорилирующего агента- донора к субстрату, как правило, катализируемый ферментами и ведущий к образованию эфиров фосфорной кислоты[1]:

АТФ + R-OH \to АДФ + R-OPO3H2

В живых клетках фосфорилирование — один из наиболее распространённых видов посттрансляционной модификации белка. Процессы фосфорилирования и дефосфорилирования различных субстратов являются одними из важнейших биохимических реакций. Они катализируются особыми ферментами, выделяемыми в особый класс киназ, или иначе фосфотрансфераз.

Так, например, фосфорилирование или дефосфорилирование того или иного белка часто регулирует функциональную активность данного белка (усиливает ее или наоборот «выключает» данный белок функционально).

Фосфорилирование также необходимо для получения активных коферментных форм многих витаминов группы B. Например, при двойном фосфорилировании тиамина образуется кокарбоксилаза (кофермент фермента карбоксилазы), при фосфорилировании пиридоксаля (альдегидной формы витамина B6) — пиридоксаль-6-фосфат, являющийся коферментом многих ферментов обмена аминокислот, при фосфорилировании никотинамида (витамина PP) — никотинамиддинуклеотидфосфат (НАДФ), являющийся коферментом во многих важнейших окислительно-восстановительных реакциях и т. д.

Также с фосфорилирования гексоз начинается процесс гликолиза. Фосфорилирование АДФ обеспечивает запасание энергии в форме АТФ для ее последующего расходования. И это лишь малая часть реакций фосфорилирования, протекающих в живых клетках.

Фосфорилирование белков

Обратимое фосфорилирование боковых цепей аминокислот — широко распространённый способ регуляции активности ключевых белков клетки, в том числе ферментов и белков сигнальных путей. Считается, что фосфорилированию подвержено около трети всех белков эукариот.

О существовании фосфопротеинов было известно уже в конце XIX века. В то время считалось, что их функция — аккумуляция питательных веществ, так как фосфоказеин был обнаружен в молоке, а фосфовитины — в яичном желтке. Только в 50-х годах ХХ века стало понятно, что фосфопротеины распространены повсеместно. В 1954 году в эксперименте по фосфорилированию казеина гомогенатом митохондрий из клеток печени крысы было показано, что фосфорилирование белков имеет ферментативный характер[2]. Исторически первым было открыто фосфорилирование белков по остаткам серина, затем стало известно фосфорилирование по остаткам треонина. Первая тирозиновая киназа была открыта в 1980 году, это был продукт гена src вируса саркомы Рауса[3].

Под реакцией фосфорилирования белка понимают присоединение фосфатной группы через фосфоэфирную связь (О-фосфорилирование) к гидроксильной группе боковой цепи остатка серина, треонина или тирозина, донором фосфата при этом является АТФ. В подавляющем большинстве случаев фосфорилирование происходит именно по этим трём аминокислотным остаткам. Однако в природе встречается также фосфорилирование по остаткам гистидина и аргинина (N-фосфорилирование), аспартата и глутамата (A-фосфорилирование)[4]. Образующиеся при фосфорилировании эфиры фосфорной кислоты весьма стабильны, поэтому для их разрушения необходимы специальные ферменты – протеинфосфатазы. Это создаёт основания для тонкой регуляции уровня фосфорилированности белка с помощью контроля за уровнем соответствующих протеинкиназ и протеинфосфатаз.

Введение в молекулу белка остатка фосфорной кислоты, как правило, меняет её свойства. Это связано с химической природой фосфатной группы, которая может формировать водородные связи и электростатические взаимодействия с компонентами белковой молекулы. В результате может изменяться пространственная структура белка и, как результат, его активность и способность связываться с другими молекулами.

См. также

Примечания

  1. phosphorylation // IUPAC Gold Book
  2. Burnett, G. and Kennedy, E.P. (1954). «The enzymatic phosphorylation of proteins». J Biol Chem 211: 969—980. PMID 13221602.
  3. Hunter, T. and Sefton, B.M. (1980). «Transforming gene product of Rous sarcoma virus phosphorylates tyrosine». Proc Natl Acad Sci U S A 77: 1311—1315. PMID 6246487.
  4. Arena, S., Benvenuti, S., and Bardelli, A. (2005). «Genetic analysis of the kinome and phosphatome in cancer». Cell Mol Life Sci 62: 2092—2099. DOI:10.1007/s00018-005-5205-1. PMID 16132230.



Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

Смотреть что такое "Фосфорилирование" в других словарях:

  • ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ — введение в органическое соединение остатка какой либо фосфорной кислоты (обычно ортофосфорной Н3РО4) или ее производных, напр.:C2H5OH + CIP(O)(OCH3)2 ? C2H5OP(O)(OCH3)2 + HCl.Т. н. биологическое фосфорилирование играет важную роль в обмене… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ — ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ, биохимическая реакция, в процессе которой в МОЛЕКУЛУ вводится фосфатная группа (см. ФОСФАТ). Контролируется ФЕРМЕНТОМ фосфорила зой и является начальной стадией многих биохимических процессов, таких как превращение АДЕНОЗИНА… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ — включение в молекулу остатка фосфорной к ты ( РО3Н2). В живых клетках осуществляется ферментами класса трансфераз (киназами, фосфомутазами, фосфорилазами). играет Важную роль в обменных процессах, т. к. мн. соединения вступают в реакции обмена… …   Биологический энциклопедический словарь

  • фосфорилирование — сущ., кол во синонимов: 1 • фотофосфорилирование (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • фосфорилирование — Присоединение фосфатной группы [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN phosphorylation …   Справочник технического переводчика

  • Фосфорилирование — * фасфарыляванне * phosphorylation посттрансляционная () модификация белков посредством специфических фосфотрансфераз. В биологических реакциях многие соединения участвуют именно в фосфорилированной форме. Одной из важнейших форм накопления… …   Генетика. Энциклопедический словарь

  • фосфорилирование — введение в органическое соединение остатка какой либо фосфорной кислоты (обычно ортофосфорной Н3РО4), например: С2Н5ОН+ClP(O)(OCH3)2→С2Н5OP(O)(ОСН3)2+HCl. Так называемое биологическое фосфорилирование играет важную роль в обмене веществ (в… …   Энциклопедический словарь

  • Фосфорилирование —         замещение атома водорода в молекулах химических соединений остатком кислот фосфора, чаще всего фосфорной кислоты. Наиболее легко фосфорилируются первичные и вторичные амины, спирты, меркаптаны и др. нуклеофильные соединения. Ф. могут быть …   Большая советская энциклопедия

  • фосфорилирование — phosphorylation фосфорилирование. Включение в молекулу остатка ортофосфорной кислоты (Н2РО3 ), осуществляемое ферментами группы трансфераз; именно в фосфорилированной (активированной) форме многие соединения участвуют в биологических реакциях;… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

  • Фосфорилирование — химическая реакция, приводящая к введению в молекулу органического или неорганического вещества остатков кислот фосфора. Фосфорилирование играет важную роль в обмене веществ (процессах окисления, при синтезе белков, нуклеиновых кислот и т. д.) …   Начала современного естествознания

Книги

Другие книги по запросу «Фосфорилирование» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»