Ang phosphorylation ay isang pangunahing proseso ng biochemistry na nangyayari hindi lamang sa organismo ng tao kundi sa lahat ng nabubuhay na mga organismo na may isang nucleus at bakterya. Ito ay isang kailangang-kailangan na sangkap ng intracellular signal transduction at isang mahalagang paraan upang makontrol ang pag-uugali ng cell. Karamihan, mga bahagi ng proteins ay phosporylated, ngunit iba pa molecule tulad ng asukal ay maaari ring magsilbing substrates. Sa antas ng kemikal ng pagmamasid, phosphorylation ng proteins nagreresulta sa a posporiko acid ester bono.
Ano ang phosphorylation?
Ang phosphorylation ay isang pangunahing proseso ng biochemistry na nangyayari sa organismo ng tao. Nagbibigay ang phosporylation ng enerhiya sa cell. Ang term na phosphorylation ay tumutukoy sa paglipat ng pospeyt mga pangkat sa organikong molecule - Karaniwan ang residu ng amino acid na gawin proteins. Ang phosphates ay may istrakturang tetrahedral na binubuo ng isang gitnang atomo ng posporus at apat na nakapaligid na covalently bonded oksiheno atomo pospeyt ang mga pangkat ay mayroong dobleng negatibong pagsingil. Ang kanilang paglipat sa isang organikong Molekyul ay nagaganap sa pamamagitan ng tukoy enzymes, tinaguriang kinase. Pagkonsumo ng enerhiya, ang mga ito ay karaniwang nagbubuklod sa pospeyt nalalabi sa isang pangkat na hydroxy ng isang protina, na bumubuo ng a posporiko acid ester. Gayunpaman, ang prosesong ito ay nababaligtad, ie maaari itong baligtarin, muli ng ilang enzymes. Ang nasabing mga enzymes, na kung saan ay nabura ang pospeyt geuppen, sa pangkalahatan ay tinutukoy bilang phosphatases. Parehong kinase at phosphatases bawat isa ay kumakatawan sa isang natatanging klase ng mga enzyme na maaaring karagdagang nahahati sa mga subclass ayon sa iba't ibang pamantayan, tulad ng likas na katangian ng substrate o ang mekanismo ng pag-activate.
Pag-andar at gawain
Ang isang mahalagang kahalagahan ng phospates, lalo na ang polyphosphates, sa organismo ay ang pagkakaloob ng enerhiya. Ang pinakatanyag na halimbawa ay ATP (adenosine triphosphate), na itinuturing na pangunahing transmitter ng enerhiya sa katawan. Samakatuwid, ang pag-iimbak ng enerhiya sa organismo ng tao ay karaniwang nangangahulugan ng pagbubuo ng ATP. Upang magawa ito, ang nalalabi na pospeyt ay dapat ilipat sa isang molekula ng ADP (adenosine diphosphate) kaya't ang kadena ng mga pangkat ng pospeyt na naka-link sa pamamagitan ng mga posporiko na mga anhidride na bono ay pinahaba. Ang nagresultang molekula ay tinatawag na ATP (adenosine trifosfat). Ang enerhiya na nakaimbak sa ganitong paraan ay nakuha mula sa na-update na cleavage ng bono, naiwan ang ADP. Posible rin ang cleavage ng isa pang pospeyt, na bumubuo ng AMP (adenosine monophosphate). Ang bawat cleavage ng isang pospeyt ay gumagawa ng higit sa 30 kJ bawat taling na magagamit sa cell. Ang mga sugars ay phosporylated din sa kurso ng pantao metabolismo ng karbohidrat para sa mga kadahilanang enerhiya. Ang glycolysis ay tinukoy din bilang isang "phase ng koleksyon" at isang "phase ng pagkuha" dahil ang enerhiya sa anyo ng mga pangkat ng pospeyt ay dapat munang mamuhunan sa mga panimulang materyales para sa kasunod na makakuha ng ATP. At saka, glukos, halimbawa, bilang glucose-6-phosphate, hindi na makakalat na hindi hadlang sa pamamagitan ng lamad ng cell at sa gayon ay naayos sa loob ng cell, kung saan kinakailangan ito para sa karagdagang mga mahahalagang hakbang sa metabolic. Bilang karagdagan, ang mga phosporylation at ang kanilang mga reaksyon ng baligtad, kasama ang allosteric at mapagkumpitensyang pagsugpo, ay kumakatawan sa mga mahahalagang mekanismo para sa pagkontrol ng aktibidad ng cell. Sa prosesong ito, ang mga protina ay halos phosporylated o dephosphorylated. Ang amino acids pinaka-karaniwang binago ay ang serine, threonine, at tyrosine, na naroroon sa mga protina, kasama ang serine na nasasangkot sa napakaraming phosporylations. Para sa mga protina na may aktibidad ng enzyme, ang parehong proseso ay maaaring mamuno sa pag-aktibo o hindi pag-aktibo, nakasalalay sa istraktura ng Molekyul. Bilang kahalili, (de) phosphorylation sa pamamagitan ng paglilipat o pag-alis ng isang dobleng negatibong singil ay maaari ding mamuno sa isang pagbabago sa pagsang-ayon ng protina tulad ng ilang iba molecule maaaring sumailalim sa mga apektadong domain ng protina o hindi. Ang isang halimbawa ng mekanismong ito ay ang klase ng mga protein na kaisa ng protina na G. Ang parehong mekanismo ay may kilalang papel sa signal transduction sa loob ng cell at sa regulasyon ng cellular metabolism. Maaari nilang maimpluwensyahan ang pag-uugali ng isang cell alinman nang direkta sa pamamagitan ng aktibidad ng enzyme o hindi direkta, sa pamamagitan ng binagong transkripsiyon at pagsasalin ng DNA.
Mga sakit at karamdaman
Tulad ng unibersal at pangunahing bilang mga pag-andar ng phosporylations, ang mga kahihinatnan kapag ang mekanismo ng reaksyon na ito ay magkakaiba. Ang isang depekto o pagsugpo ng phosphorylation, na karaniwang sanhi ng isang kakulangan ng protein kinases o ang kanilang pagkadepektibo, ay maaaring mamuno sa mga sakit na metabolic, sakit ng nervous system at kalamnan, o indibidwal na pinsala ng organ, bukod sa iba pa. Una, ang mga cell ng nerve at kalamnan ay madalas na apektado, na nagpapakita ng sarili sa mga sintomas ng neurological at kahinaan ng kalamnan. Sa isang maliit na sukat, ang ilang mga karamdaman ng mga kinase o phosphatases ay maaaring mabayaran ng katawan, dahil sa ilang mga kaso maraming mga pathway ang magagamit para sa paghahatid ng isang senyas at sa gayon ang "may sira na lugar" sa chain ng signal ay maaaring ma-bypass. Pagkatapos, halimbawa, isa pang protina ang pumapalit sa may depekto. Ang nabawasang kahusayan ng enzyme, sa kabilang banda, ay maaaring mabayaran sa pamamagitan lamang ng paggawa ng higit pa. Parehong panloob at panlabas na mga lason pati na rin ang mga mutasyon ng genetiko ay posibleng mga sanhi ng isang kakulangan o maling pagganap ng kinases at phosphatases. Kung ang naturang pagbago ay nagaganap sa DNA ng mitochondria, may mga negatibong epekto sa oxidative phosphorylation at sa gayon ATP synthesis, ang pangunahing gawain ng mga cell organelles na ito. Ang isang tulad ng sakit na mitochondrial ay ang LHON (hereditary optic neuropathy ni Leber), kung saan mayroong mabilis na pagkawala ng paningin, kung minsan ay kasama ng puso arrhythmias. Ang sakit na ito ay minana ng ina, ibig sabihin, eksklusibo mula sa ina, dahil ang kanyang mitochondrial DNA lamang ang naipasa sa anak, samantalang ang ama ay hindi.
