fosforylaatiomuutoksia

Fosforylaatiomuutokset ovat proteiinien posttranslaatioisia modifikaatioita, joissa fosforiryhmä liitetään aminohappojen sivuketjuihin. Yleisimmät kohderesiduutit ovat seriini, treoniini ja tyrosiini; bakteereissa on tunnettu myös histidiini- ja aspartaattifosforylaatioita. Fosforylaation katalysoivat kinaasit ja fosfataasit, ja muutos on tavallisesti reversiibeli, riippuen solun energiavarannoista ja signaalikontekstista.

Fosforylaation vaikutus proteiineihin on moninainen: se voi muuttaa proteiinin aktiivisuutta, konformaatiota, proteiinien vuorovaikutusverkostoja sekä subsolulaarista lokalisaatiota. Siksi fosforylaatiot toimivat solun signaaliketjujen nopeina ja dynaamisina "kytkiminä", jotka mahdollistavat vastauksen ulkoisiin ja sisäisiin ärsykkeisiin sekä sykli- ja kehityssäätelevien prosessien kontrolloinnin.

Tutkimuksessa fosforylaatiomuutoksia kartoitetaan erityisesti fosfoproteomiikalla, jossa fosforyloituneet proteiinit rikastetaan ja tunnistetaan mass-spektrometriassa. Lisäksi käytetään fosfo-spesifisiä antibodiesia sekä perinteisiä menetelmiä kuten Western blot -detektio. Näiden menetelmien avulla voidaan seurata fosforylaatioiden dynamiikkaa esimerkiksi vasteissa kasvutekijöihin, stressiin tai hormonaalisiin signaaleihin.

Merkitys terveydelle on laaja: virheet fosforylaatiotieissa voivat edistää monia sairauksia, kuten syöpää, metabolisiä häiriöitä ja neurodegeneratiivisia tiloja. Esimerkkejä tunnetuista signaalireiteistä ovat MAPK/ERK- ja PI3K/Akt-reitit sekä solun jakautumisen säätelyyn liittyvät CDK-syklit. Bakteereissa kaksikomponenttijärjestelmät käyttävät histidiini- ja aspartaattifosforylaatiota ympäristön tuntemiseen ja vasteisiin.