Fosforylaatio

Fosforylaatio on kemiallinen reaktio, jossa fosforihapporyhmä siirretään tai lisätään molekyyliin. Biologiassa fosforylaatio tarkoittaa usein fosfaattiryhmän liittämistä proteiineihin tai pieniin molekyyleihin, jolloin rakenteet ja toimintakyky muuttuvat. Fosforylaation katalysoivat yleisimmin kinaasit, jotka siirtävät fosfaattiryhmän ATP:sta kohdemolekyyliin, sekä fosfataasit, jotka poistavat sen.

Proteiinifosforylaatio on yksi keskeisimmistä solun säätelymekanismeista. Seriinille, threoniinille ja harvoin tyrosiinille kohdistuva fosforylaatio muuttaa proteiinien konformaatiota, sitoutumiskohteita sekä entsymaattista aktiivisuutta ja solujen vuorovaikutuksia. Fosforylaatioiden poistaminen tapahtuu fosfataasien toimesta ja palauttaa proteiinin aiempaan tilaan, mikä mahdollistaa nopeasti säädettävän vasteen.

Fosforylaatioon liittyy myös energiankäyttöön liittyviä reittejä. Substraattitasoinen fosforylaatio siirtää fosfaattiryhmän suoraan ADP:hen muodostuakseen ATP:tä, ja sitä tapahtuu esimerkiksi glykolyysissä sekä sitruunahappokierrossa. Oksidatiivinen fosforylaatio puolestaan tapahtuu elektroninsiirtoketjuissa mitokondrioissa, jolloin protonigradientti ajaa ATP:n syntyä. Fotosynteesiin liittyvä fosforylaatio tuottaa ATP:tä valon avulla.

Säätely on dynaamista, ja fosforylaatio on yleinen solunviestinnän ja aineenvaihdunnan säätelymekanismi. Se yhdistää signaalireitit, solujen kasvun ja erilaistumisen sekä vastaukset ulkoisiin ärsykkeisiin. Esimerkkejä kinasiase Ryhmistä ovat MAPK-, Akt/PKB- ja CDK-kinaasit sekä tyrosiinikinaasit, jotka osallistuvat lukuisien solusignaalien etenemiseen.