Proteiinifosforylaation

Proteiinifosforylaatio on kovalentti post-translationaalinen modifikaatio, jossa fosfaattiryhmä siirretään proteiiniin. Yleensä tämän fosforylaation katalysoivat kinasi, jotka käyttävät ATP:tä fosfaattiryhmän lähteenä, ja dephosphorylaatio tapahtuu fosfataasien toimesta. Fosforylaatio on keskeinen mekanismi solujen viestinnässä ja säätelyssä, ja se vaikuttaa proteiinien aktiivisuuteen, vuorovaikutuksiin ja solunsisäiseen paikallistumiseen.

Fosforylaatio kohdistuu yleensä serine- ja threonine-residuihin sekä tyrosiini-residuihin. Prokaryooteissa histidiini- ja aspartaattifosforylaatio ovat myös tärkeitä, mutta eukaryooteissa dominoi näiden kolmen kohteet. Fosforylaatio muuttaa usein proteiinin konformaatiota, mikä voi lisätä tai vähentää sen aktiivisuutta, sitoutumista toisiin proteiineihin tai vaikuttaa sen alijakautumiseen ja paikallistumiseen solussa.

Fosforylaatio on olennainen osa solunsignaaliketjuja. Esimerkkejä ovat serine/threonine- ja tyrosiinikinaasit sekä monien reittien, kuten MAPK- ja RTK-signaalien, osallistuminen. Fosfataasit palauttavat fosfaattiryhmän, jolloin proteiini siirtyy takaisin inaktiiviseen tilaan tai säätelee tilansa muutosta. Prosessi on yleensä nopea ja dynaaminen, vaihdellen sekunneista minuuttien ajan, riippuen solun tilasta ja ympäristön signaaleista.

Tutkimuksessa käytetään fosfoproteomista massaspektrometriaa sekä fosfo-spesifisiä immunoassay-tekniikoita ja kinasaattorien aktiivisuuden mittauksia. Näin voidaan tunnistaa fosforylaatio-paikat ja ymmärtää niiden roolia sairauksissa sekä kehityksessä.