La fosforilación es el proceso de agregar un grupo fosfato (PO4) a una posición hidroxi en una molécula, proteína o enzima. Los dos residuos primarios en enzimas o proteínas que están fosforiladas son tirosina y serina.
El grupo hidroxi inicial es pequeño y tiene una carga ligeramente positiva debido a la protonación a tiempo parcial en su ambiente acuoso, pero el grupo fosfato es grande y muy aniónico (con carga negativa), que puede cambiar la forma de la proteína o enzima que se ha fosforilado. Esto puede aumentar su actividad enzimática o disminuirla.
La desfosforilación (eliminación de un grupo fosfato) por fosfatasas es el proceso opuesto.
Las quinasas pueden agregar grupos fosfato tanto a las quinasas como a las fosforilasas.
Las fosforilasas pueden eliminar los grupos fosfato de las quinasas y las fosforilasas.
Esto significa que las quinasas y las fosforilasas pueden aumentar y / o disminuir las actividades de las quinasas y las fosforilasas.
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En realidad, esto se usa de manera importante en el cerebro humano, que se estabiliza en función de un ciclo metaestable de 90 segundos de fosforilación y subfosforilación. A medida que el ciclo comienza, las quinasas fosforilan tanto las quinasas como las fosforilasas para aumentar la actividad de las quinasas y disminuir la actividad de las fosforilasas. Luego, cuando la fosforilación finalmente avanza hacia la saturación, la fosforilación sabotea las actividades de las quinasas clave y mejora las actividades de las fosforilasas clave. La fosforilación al por mayor comienza a revertirse. Como los grupos fosfato son eliminados por las actividades ascendentes de las fosforilasas, las actividades de las fosforilasas se mejoran y las quinasas se suprimen. Esto lleva rápidamente al cerebro a un estado desfosforilado. Pero algunas fosfatasas clave disminuyen su actividad por su desfosforilación, y algunas quinasas clave se activan por su desfosforilación. Entonces el sistema nuevamente se revierte.
Esta es una razón por la cual el cerebro humano tiene una tasa metabólica tan alta. Aunque solo es el 3% de la masa del cuerpo, consume el 20% de la energía del cuerpo.
En la enfermedad de Alzheimer, la inhibición colateral de las enzimas basadas en sulfhidrilo provoca la desestabilización crítica de al menos dos quinasas y cuatro fosfatasas que controlan la “inversión” metaestable del estado sobre-fosforilado en el dominio de la fosfatasa. Como resultado, el cerebro permanece en un estado hiperfosforilado. Esto se manifiesta en (a) la precipitación de la proteína tau hiperfosforilada en ovillos neurofibrilares, y (b) la desestabilización del mantenimiento de la infraestructura del citoesqueleto del cerebro.
Otros pueden proporcionar diferentes ejemplos del papel de la fosforilación y desfosforilación en el control de la regulación enzimática. Pero este ejemplo es, creo, un buen ejemplo de la importancia y complejidad de tales sistemas.
Espero que mi explicación sea comprensible.
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