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4.11: Proteína Quinases e Fosfatases
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Molecular Biology

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Protein Kinases and Phosphatases
 
TRANSCRIÇÃO

4.11: Proteína Quinases e Fosfatases

As proteínas são submetidas a modificações químicas que desencadeiam mudanças na carga, estrutura, e conformação das proteínas. Fosforilação, acetilação, glicosilação, nitrosilação, ubiquitinação, lipidação, metilação, e proteólise são várias modificações proteicas que regulam a atividade de proteínas. Tais modificações são normalmente guiadas por enzimas.

Proteínas Quinases

Muitas proteínas na célula são reguladas por fosforilação, a adição de um grupo fosfato. Uma família de enzimas chamadas quinases adiciona grupos fosfato a um substrato proteico. As quinases fosforilam os seus alvos transferindo o grupo fosfato terminal de ATP (ou GTP) para o seu substrato. As proteínas quinases pertencem a uma extensa família de enzimas que compartilham um domínio catalítico de 290 aminoácidos. Dentro de uma proteína, a fosforilação pode ocorrer em vários aminoácidos diferentes. Com base nos seus substratos-alvo, as proteínas quinases podem ser classificadas como quinases de histidina, quinases de serina-treonina, e quinases de tirosina.

Fosfatases

As fosfatases revertem a atividade das quinases removendo grupos fosfato dos seus substratos através da hidrólise de monoésteres de ácido fosfórico em um ião fosfato, deixando para trás um grupo hidroxilo livre.  As proteínas fosfatases são estruturalmente e funcionalmente diversas e classificadas em quatro grupos principais, dependendo do mecanismo catalítico, da sensibilidade do inibidor, e da preferência do substrato. Estas categorias incluem fosfoproteínas fosfatases (PPP), fosfotirosina fosfatases (PTP), proteínas fosfatases dependentes de Mg2+/Mn2+ (PPM), e proteínas fosfatases à base de aspartato.

Atividade e papel das proteínas quinases e fosfatases

As proteínas quinases e fosfatases funcionam como interruptores moleculares. Algumas destas enzimas ajudam a manter a homeostase das células detectando uma razão ATP:ADP ideal dentro das células. Uma ATP:ADP reduzida reflete um estado de energia comprometido, desencadeando a atividade da proteína quinase. As proteínas quinases catalisam a fosforilação de proteínas, estimulando vias produtoras de ATP. Por outro lado, as proteínas fosfatases detectam níveis elevados de ATP:ADP e catalisam a desfosforilação de proteínas alvo. Juntas, essas enzimas modulam vias e processos críticos na célula, muitas vezes em resposta a estímulos externos.


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