Фосфорилирование · Фосфорилирование белков · Близкие статьи · Примечания ·

Обратимое фосфорилирование боковых цепей аминокислот — широко распространённый способ регуляции активности ключевых белков клетки, в том числе ферментов и белков сигнальных путей. Считается, что фосфорилированию подвержено около трети всех белков эукариот.

О существовании фосфопротеинов было известно уже в конце XIX века. В то время считалось, что их функция — аккумуляция питательных веществ, поскольку фосфоказеин был обнаружен в молоке, а фосфовитины — в яичном желтке. Только в 50-х годах ХХ века стало понятно, что фосфопротеины распространены повсеместно. В 1954 году в эксперименте по фосфорилированию казеина гомогенатом митохондрий из клеток печени крысы было показано, что фосфорилирование белков имеет ферментативный характер. Исторически первым было открыто фосфорилирование белков по остаткам серина, после стало известно фосфорилирование по остаткам треонина. Первая тирозиновая киназа была открыта в 1980 году, это был продукт гена src вируса саркомы Рауса.

Под реакцией фосфорилирования белка понимают присоединение фосфатной группы через фосфоэфирную связь (О-фосфорилирование) к гидроксильной группе боковой цепи остатка серина, треонина или тирозина, донором фосфата помимо этого является АТФ. В подавляющем большинстве случаев фосфорилирование происходит именно по этим трём аминокислотным остаткам. В тоже время в природе встречается также фосфорилирование по остаткам гистидина и аргинина (N-фосфорилирование), аспартата и глутамата (A-фосфорилирование). Образующиеся при фосфорилировании эфиры фосфорной кислоты весьма стабильны, поэтому для их разрушения необходимы специальные ферменты – протеинфосфатазы. Это создаёт основания для тонкой регуляции уровня фосфорилированности белка с помощью контроля за уровнем соответствующих протеинкиназ и протеинфосфатаз.

Введение в молекулу белка остатка фосфорной кислоты, обычно, меняет её свойства. Это связано с химической природой фосфатной группы, которая может формировать водородные связи и электростатические взаимодействия с компонентами белковой молекулы. В результате может изменяться пространственная структура белка и, как результат, его активность и способность связываться с другими молекулами.