fosforylaatiosta

Fosforylaatio on kovalentti molekyylimuokkaus, jossa fosfaattiryhmä liitetään tai poistetaan kohdemolekyylistä. Yleisesti kyse on proteiinien säätelystä, mutta fosfaattiryhmiä voi liittää myös lipideihin ja hiilihydraatteihin. Fosforylaatio muuttaa molekyylin sähköistä varausta ja konformaatiota, jolloin sen aktiivisuus, vuorovaikutukset ja sijainti solussa voivat muuttua nopeasti.

Prosessin avainrakenteet ovat kinaasit ja fosfataasit. Proteiinikinaasit siirtävät fosfaattiryhmän ATP:stä kohde-proteiinille, usein seriniin (Ser), treoniini (Thr) tai tyrosiiniin (Tyr) liitteenä. Joissakin bakteereissa ja erityistilanteissa fosforylaatio tapahtuu histidiini- tai aspartaattijäännöksille. Fosfataasit poistavat fosfaattiryhmän. Fosforylaatio on pääosin reversiibeli ja nopeasti säädettävissä, mahdollistaa signaalitrektorin nopean rakentamisen ja purkamisen.

Biologisesti fosforylaatio liittyy keskeisiin solusäätelyihin kuten solun kasvu, aineenvaihdunta, kiertokierto ja ohjelmoitu solukuolema. Esimerkkejä tärkeistä signaaliketjuista ovat MAPK-, PI3K-Akt-mTOR- ja monien muiden reittien kautta tapahtuva toiminnan säätely. Fosforylaatioilla voidaan myös luoda uusia proteiini-proteiini-tuleen tarttuvia docking-paikkoja sekä muuttaa entsyymien substraatti-uskonnollisuutta.

Tutkimuksessa fosforylaatiota tarkastellaan muun muassa phosphoproteomics-tekniikoilla ja fosfo-spesifisillä antikehityksillä; massaspektrometria on keskeinen työkalu. Fosforylaatio on keskeinen solun säätelyn perusmekanismi, joka on säilynyt laajasti eri elämänmuodoissa.