Kas ir olbaltumvielu fosforilēšana?

Molekula, ko sauc par proteīna kināzi, dažreiz saukta par fosfotransferāzi, ir atbildīga par olbaltumvielu fosforilācijas ierosināšanu. Ir daudz dažādu proteīnkināžu, kurām visām ir dažādi mērķa proteīni. Bieži vien proteīna kināzes aktivitāte pati par sevi ir atkarīga no fosforilācijas. Šis process ir atkarīgs no citas kināzes. Dažreiz šūna izmanto virkni reakciju, ko sauc par fosforilācijas kaskādi, lai iegūtu rezultātu. Šāda veida notikumu stimuls parasti ir signāls no ārpuses. Parasti enerģiju un fosfātu grupu šīm operācijām iegūst no adenozīna trifosfāta, kas ir visuresoša šūnu ainavas iezīme.

Tiklīdz jaunā fosfātu grupa tiek pievienota ar olbaltumvielu fosforilēšanu, tā maina tās saimniekproteīna struktūru. Vesela proteīna forma, ko sauc par tās terciāro struktūru, ir atkarīga no dažādiem faktoriem, tostarp no elektriskā lādiņa. Fosfātu grupas negatīvais lādiņš pietiekami izmaina terciāro struktūru, lai mainītu visa proteīna darbību. Dažas olbaltumvielas var fosforilēties vairākās vietās, un katra no tām rada dažādus efektus. Fosforilācija notiek tikai pie noteiktām aminoskābēm: serīna, treonīna un tirozīna.

Olbaltumvielu fosforilēšana ir būtisks bioloģiskās homeostāzes elements. Lielākā daļa šūnu procesu ir stohastiski — tie balstās uz daļēji nejaušu mijiedarbību kopumu, ko var pārvaldīt tikai statistiski. Tā kā lielāko daļu funkciju veic olbaltumvielas, šūnas parastais veids, kā veikt dažas darbības, ir vairāk vai mazāk enzīma, kas to veic. Šī sistēma ir salīdzinoši lēna; to ir arī grūtāk atsaukt, jo lielākā daļa olbaltumvielu pārtrauks darboties tikai tad, kad tās tiek iznīcinātas.

Olbaltumvielu fosforilācijas efektus var atcelt ar enzīmu, ko sauc par fosfatāzi. Šo procesu sauc par defosforilāciju. Defosforilēšana darbojas gandrīz tāpat kā fosforilēšana. Katrs process prasa, lai otrs būtu noderīgs. Tā ir iespēja ātri fosforilēties un pēc tam defosforilēties, kas padara šo ceļu par smalkāku kontroles līdzekli nekā jaunu proteīnu ģenerēšanas process no DNS un RNS. Abu procesu summu, ieskaitot signālus, kas saistīti ar to pabeigšanu, sauc par fosforegulāciju.