Fosforiloinnin

Fosforilointi on kemiallinen prosessi, jossa fosforihapon ryhmä siirretään kohdemolekyyliin, useimmiten proteiiniin. Siirron katalysoivat yleisesti kinaasit, jotka siirtävät γ-fosfaattiryhmän ATP:stä proteiinille. Fosfataasit poistavat fosforiryhmän ja palauttavat proteiinin lähtötilanteeseen. Fosforilaation seurauksena proteiinin konformaatio, aktiivisuus sekä vuorovaikutukset voivat muuttua, mikä säätelee solun signaali- ja metabolisia reittejä.

Fosforilaatiota esiintyy erityisesti seriinien, treoniinien ja tyrosiinien OH-ryhmien kohdalla. Kinaseiksi kutsutaan entsyymejä, jotka katalysoivat fosforylaation; merkittävimpiä ovat serine/threonine-kinaasit sekä tyrosine-kinaasit, ja lisäksi dual-specificity-kinaasit voivat fosforyloida useampia tyyppejä. ATP toimii tyypillisenä fosfaattiryhmän lähteenä, kun taas fosfataasit suorittavat defosforylaation. Fosforilaation sääteleminen on yleensä monitasoista ja tapahtuu useiden signaalinvälittäjien sekä palautesilmukoiden kautta.

Rooli solussa on laaja: fosforilaatiosta riippuvat reaktiot voivat aktivoida tai estää entsyymejä, muuttaa proteiinien alikulkua solussa sekä muuttaa proteiinien vuorovaikutuksia. Tämä säätely ohjaa monia solun prosesseja, kuten kasvua, erilaistumista, stressivastetta ja aineenvaihduntaa sekä solujen suhteen kriittisiä päätöksiä.

Tutkimuksessa fosforilaatiota kartoitetaan proteomiikalla, massaspektrometrialla ja fosfo-spesifisillä antibiopeilla. Näiden menetelmien avulla voidaan tunnistaa fosforylaation kohteet sekä ymmärtää dynaamisia sääntelyverkkoja. Häiriöt fosforilaation tasapainossa liittyvät moniin sairauksiin, kuten syöpään, diabetekseen ja neurodegeneratiivisiin tiloihin, minkä vuoksi kinasi- ja fosfataasirakenteet ovat keskeisiä lääkeaineiden kohteita.