Fosforylering

Fosforylering er en kjemisk prosess der et fosfatmolekyl festes til et annet molekyl. I biologiske systemer skjer dette ofte ved overføring av en fosfatgruppe fra ATP til et substrat, en reaksjon som katalyseres av proteinkinaser. Fosfatgruppen kan bindes til aminosyrer i proteiner, vanligvis serin, threonin og tyrosin, og på den måten endre proteinetes aktivitet, struktur eller interaksjoner. Fosfataser fjerner fosфатet og reverserer effekten. Fosforylering forekommer også på andre molekyler, som lipider og metabolske mellomprodukter.

Fosforylering er en sentral reguleringsmekanisme i celler og spiller en viktig rolle i signaloverføring og metabolisme. Gjennom fosforylering kan enzymers aktivitet aktiveres eller hemmes, konformasjon endres, interaksjoner mellom proteiner endres og proteiner flyttes mellom celleområder. Fosforylering skjer ofte i komplekse kaskader der ett enzym fosforylerer og aktiverer et annet, noe som muliggjør hurtige og koordinerte responser. Vanlige eksempler inkluderer serin-/treoninfosforylering og tyrosinfosforylering. Prokaryoter bruker også fosforylering i to-komponentssystemer, hvor histidin-kinaser fosforylerer responsregulatorer.

Eksempler på viktige veier og prosesser som involverer fosforylering, inkluderer MAP-kinase-kaskader og cAMP-avhengig PKA, samt fosforylering av histoner som påvirker kromatinstruktur. Fosforylering påvirker også metabolismen, for eksempel overføring av fosfat til glukose av hexokinase. Studier av fosforylering bruker metoder som massespektrometri og phosphoproteomikk for å kartlegge fosforylerte proteiner og deres regulatoriske rolle. Dysregulering av fosforylering er forbundet med ulike sykdommer, blant annet kreft og metaboliske lidelser.