Fosforilaatio

Fosforilaatio on kovalentti proteiinin tai muun molekyylin muokkaus, jossa fosfororyyliryhmä siirtyy substraattiin. Tämä reagointiprosessi tapahtuu yleisesti kinaasien katalysoimana, ja sitä vastavaan toimintaan osallistuvat fosfataasit poistavat fosforihapon. Fosforilaatio on dynaaminen ja palautuva muokkaus, joka muuttaa kohdemolekyylin rakennetta, aktiivisuutta, vuorovaikutuksia sekä solunsisäistä paikallistumista.

Yleisimmin fosforilaus tapahtuu proteiineilla seriinillä, treoniinilla tai tyrosiineilla sijaitsevien sivuketjujen fosforilaatioiden muodossa. Fosforilaation kohteena voivat olla myös lipideistä koostuvat molekyylit, kuten fosfolipideihin kuuluvat fosfinosihapot ja phosphoinositidit, sekä pienet metaboliset yhdisteet. Kinasiat käyttävät usein adenosinetrisfosfaattia (ATP) fosfatiryhmän lähteenä, ja reaktio vaatii yleensä Mg2+-ionin. Fosfataasit katalysoivat fosforylaation vastakäynnin eli defosforylaation.

Rooli ja merkitys: Fosforilaatio on keskeinen sääntelymekanismi solussa. Se ohjaa signaalireittejä, metabolisia reittejä ja solun kiertoprosesseja sekä vaikuttaa proteiinien aktiivisuuteen, aloitusmekanismeihin ja aloituspaikkoihin. Esimerkkejä ovat reseptorikinaasirajoitteiset signaalit sekä MAPK-kaskadit, jotka vastaavat solujen kasvulle ja selviytymiselle.

Tutkimuksessa ja lääketieteessä fosforilaatiota hyödynnetään merkittävästi. Kinasi-aktiivisuuden häiriöt liittyvät moniin sairauksiin, kuten syöpiin, ja kinasi-inhibiitit ovat tärkeä lääketieteellinen työkalupakki erilaisten sairauksien hoitamisessa.