4.10
Fosfatlama ve fosfat çıkarma, enzimlerin bir protein substratı üzerindeki bir amino asit rezidüsüne bir fosfat grubu eklediği veya çıkardığı kimyasal modifikasyonlardır. Bu kimyasal değişiklikler, konformasyon veya aktivitede değişiklikler yoluyla hedef proteinin işlevini düzenleyebilir. Protein kinazlar, proteinleri ve diğer substratları fosfatlayan enzimlerdir.
Kinazlar, bir fosfatın ATP'den serin, treonin veya tirosin rezidülerinin hidroksil yan zincirlerine geri dönüşümlü ilavesini katalize eder. Ökaryotik protein kinazlar, korunmuş yapılara ve katalitik dizilere sahip geniş bir enzim ailesine aittir. Kinazlar, bir fosfat grubunu substrata aktardıklarında, çevreleyen amino asit rezidüleriyle hidrojen bağlı bir ağ oluşturur.
Bu hidrojen bağları ağı, hedef proteinin üç boyutlu yapısını ve dolayısıyla işlevini değiştirir. Protein işlevindeki bu tip değişiklikler, substratın enzimatik aktivitesinin etkinleştirilmesini veya devre dışı bırakılmasını veya diğer moleküllerin substrat ile etkileşime girebileceği yeni bir yüzey oluşturulmasını içerebilir. Fosfatazlar, fosfat grubunu çıkarmak için bir su molekülü kullanarak ve amino asit rezidüsü üzerinde serbest bir hidroksil grubu bırakarak, fosfatın hidrolizini katalize eder.
Bu, hidrojen bağını bozarak, konformasyonu ve işlevi eski haline getirir. Fosfatlama, özel kinaz katalitik dizisi, substrat ile lokal ve distal bağlanma ve farklı kinaz substrat etkileşimlerine aracılık eden adaptör proteinler dahil olmak üzere birçok unsur tarafından belirlenen, substrata özgü bir prosestir. Bazı fosfatazlar ayrıca yüksek substrat özgüllüğüne sahiptir.
Sadece bir veya birkaç seçilmiş proteinden fosfatı çıkarırlar. Diğer fosfatazlar, birçok farklı protein substratı üzerinde etkili olabilir ve substratın düzenleyici alt birimleri tarafından belirli bir hedefe yönlendirilir. Protein kinazlar ve fosfatazlar, bir proteinin fosfatlanmış ve fosfatı çıkarılmış durumlar arasında geçiş yapması için birlikte çalışır.
Bu değişiklikler, farklı sinyalleşme ve metabolik yollarda çok önemli roller oynar. Kanda glikoz yükseldiğinde, insülin, protein fosfataz-1 aktivitesinde artış sağlar. Enzim, hedef substratların fosfatını çıkararak organizmanın glikozu glikojen olarak depolamasına olanak sağlar.
Kan şekeri seviyeleri düştükçe, protein kinaz A aktive olur. Hedef proteinlerin, protein kinaz A tarafından fosfatlanması, glikojen yıkımını uyararak kan dolaşımına glikoz salınmasını sağlar.
Proteinler, proteinlerin yükünde, yapısında ve konformasyonunda değişiklikleri tetikleyen kimyasal modifikasyonlara uğrar. Fosforilasyon, asetilasyon,…
Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.