7.9: זרחון

הוספה או הסרה של קבוצות פוספט מחלבונים היא השינוי הכימי הנפוץ ביותר המווסת תהליכים תאיים. שינויים אלה יכולים להשפיע על המבנה, הפעילות, היציבות והלוקליזציה של חלבונים בתוך תאים, כמו גם על האינטראקציות שלהם עם חלבונים אחרים.

במהלך זרחון, חלבונים קינאזות מעבירות את קבוצת הפוספט הסופי של ATP לשרשראות צד ספציפיות של חומצות אמינו של חלבוני המצע. סרין, תרונין וטירוזין הן חומצות האמינו הפוספורילציות הנפוצות ביותר. בהתאם לכך, קינאזות חלבון מסווגות כקנאזות סרין/תרונין, קינאזות טירוזין או קינאזות עם פעולה כפולה אם הן יכולות לזרחן את כל שלוש חומצות האמינו. לעומת זאת, פוספטזות חלבון מזרזות את הסרת קבוצת הפוספט (דה-פוספורילציה), ומשחזרות את התכונות המקוריות של החלבון.

בתנאים פיזיולוגיים, זרחון ודפוספורילציה מוסדרים היטב כדי למנוע שינויים ממושכים במבנה ובתפקוד החלבון. הפרעה באיזון זה עלולה לגרום למחלות, לרבות סרטן והפרעות ניווניות שונות. לדוגמה, חלבון בשם טאו עובר זרחון יתר במחלת אלצהיימר (AD). מבחינה פיזיולוגית, טאו מווסת את הצורה, המבנה וההתפתחות של נוירונים. חלבון הטאו מכיל למעלה מ-80 שאריות של סרין, תראונין וטירוזין, שרק חלק מהם בדרך כלל מזורחן. במוחם של חולים עם AD, הטאו מזורחן בצורה חריגה ומוגזמת. זה משנה את מסיסות החלבון, ויוצר אגרגטים רעילים בלתי מסיסים המובילים למוות נוירוני.