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4.9:

Phosphorylation

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Molecular Biology
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Phosphorylation

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磷酸化, 添加磷酸基团, 是细胞的重要修饰 调节蛋白质功能。 在ATP水解过程中去除磷酸基团时, 酶称蛋白激酶可以催化 这个群体的共价键合 对蛋白质中的某些氨基酸侧链。 结果,蛋白质改变了形状 或允许其他蛋白质 结合磷酸化区域。 这些变化可以改变蛋白质的功能 甚至可以完全激活或停用它。 可以除去磷酸基团 通过蛋白磷酸酶的作用, 催化蛋白质去磷酸化的酶, 基本上扭转了反应。 通过这种方式调节磷酸化, 某些蛋白质的活性 可以可逆地打开,关闭 或根据需要在细胞中修改。

4.9:

Phosphorylation

从蛋白质中添加或去除磷酸基是调节细胞过程的最常见的化学修饰。这些修饰可以影响细胞内蛋白质的结构、活性、稳定性、定位以及它们与其它蛋白质的相互作用。

在磷酸化过程中,蛋白激酶将ATP的末端磷酸基转移到底物蛋白的特定氨基酸侧链上。丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸是最常见的磷酸化氨基酸。因此,蛋白质激酶被分类为丝氨酸/苏氨酸激酶、酪氨酸激酶或双作用激酶,如果它们能磷酸化所有三种氨基酸。相反,蛋白质磷酸酶催化去除磷酸基团(去磷酸化),恢复蛋白质的原始性质。

在生理条件下,磷酸化和去磷酸化受到严格调控,以防止蛋白质结构和功能的长期变化。破坏这种平衡可能导致疾病,包括癌症和各种神经退行性疾病。例如,一种叫做tau的蛋白质在阿尔茨海默病 (AD)中被高磷酸化。在生理学上,tau调节神经元的形状、结构和发育。tau蛋白含有80多个丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残基,其中只有一部分通常被磷酸化。在AD患者的大脑中,tau异常且过度磷酸化。这改变了蛋白质的溶解度,形成毒性不溶性聚集体,导致神经元死亡。

Suggested Reading

Kyriakis, John M. “In the Beginning, There Was Protein Phosphorylation.” The Journal of Biological Chemistry 289, no. 14 (April 4, 2014): 9460–62. [Source]

Ardito, Fatima, Michele Giuliani, Donatella Perrone, Giuseppe Troiano, and Lorenzo Lo Muzio. “The Crucial Role of Protein Phosphorylation in Cell Signaling and Its Use as Targeted Therapy (Review).” International Journal of Molecular Medicine 40, no. 2 (August 2017): 271–80. [Source]