Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

7.9: Fosforylering
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Phosphorylation
 
TRANSCRIPT

7.9: Phosphorylation

7.9: Fosforylering

The addition or removal of phosphate groups from proteins is the most common chemical modification that regulates cellular processes. These modifications can affect the structure, activity, stability, and localization of proteins within cells as well as their interactions with other proteins.

During phosphorylation, protein kinases transfer the terminal phosphate group of ATP to specific amino acid side chains of substrate proteins. Serine, threonine, and tyrosine are the most commonly phosphorylated amino acids. Accordingly, protein kinases are classified as serine/threonine kinases, tyrosine kinases, or dual action kinases if they can phosphorylate all three amino acids. Conversely, protein phosphatases catalyze the removal of the phosphate group (dephosphorylation), restoring the original properties of the protein.

Under physiological conditions, phosphorylation and dephosphorylation are tightly regulated to prevent prolonged changes in protein structure and function. Disruption of this balance can cause diseases, including cancer and various neurodegenerative disorders. For instance, a protein called tau is hyperphosphorylated in Alzheimer’s disease (AD). Physiologically, tau regulates the shape, structure, and development of neurons. The tau protein contains over 80 serine, threonine, and tyrosine residues, of which only a fraction is usually phosphorylated. In the brains of patients with AD, tau is abnormally and excessively phosphorylated. This alters the solubility of the protein, forming toxic insoluble aggregates that lead to neuronal death.

Het toevoegen of verwijderen van fosfaatgroepen aan eiwitten is de meest voorkomende chemische modificatie die cellulaire processen reguleert. Deze modificaties kunnen de structuur, activiteit, stabiliteit en lokalisatie van eiwitten in cellen beïnvloeden, evenals hun interacties met andere eiwitten.

Tijdens fosforylering dragen proteïnekinasen de terminale fosfaatgroep van ATP over aan specifieke aminozuurzijketens van substraateiwitten. Serine, threonine en tyrosine zijn de meest algemeen gefosforyleerde aminozuren. Dienovereenkomstig worden proteïnekinasen geclassificeerd als serine / treoninekinasen, tyrosinekinasen of kinasen met dubbele werking als ze alle drie de aminozuren kunnen fosforyleren. Omgekeerd katalyseren eiwitfosfatasen de verwijdering van de fosfaatgroep (defosforylering), waardoor de oorspronkelijke eigenschappen van het eiwit worden hersteld.

Onder fysiologische omstandigheden worden fosforylering en defosforylering strak gereguleerd om langdurige veranderingen in eiwitstructuur en functie. Een verstoring van dit evenwicht kan ziekten veroorzaken, waaronder kanker en verschillende neurodegeneratieve aandoeningen. Een eiwit genaamd tau is bijvoorbeeld hypergefosforyleerd bij de ziekte van Alzheimer (AD). Fysiologisch reguleert tau de vorm, structuur en ontwikkeling van neuronen. Het tau-eiwit bevat meer dan 80 serine-, threonine- en tyrosineresiduen, waarvan meestal slechts een fractie is gefosforyleerd. In de hersenen van patiënten met AD wordt tau abnormaal en overmatig gefosforyleerd. Dit verandert de oplosbaarheid van het eiwit en vormt toxische onoplosbare aggregaten die leiden tot neuronale dood.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter