Phosphorylation

Définition

La phosphorylation consiste en l'ajout d'un groupement phosphate (groupe phosphoryle) à une molécule organique, ce qui augmente son énergie potentielle. Dans les systèmes biologiques, cette réaction est vitale pour le stockage cellulaire et le transfert d'énergie libre à l'aide de molécules porteuses d'énergie. Son rôle est prépondérant dans la biochimie : elle est importante dans la recherche, en particulier dans la phosphorylation des protéines et du fructose.

La phosphorylation de protéines :

Propriétés fonctionnelles déclenchées par la phosphorylation des protéines. La phosphorylation est l'ajout d'un groupe phosphoryle (PO₃^2-) à une molécule. Dans les systèmes biologiques, cette réaction est vitale pour le stockage cellulaire et le transfert d'énergie libre à l'aide de molécules porteuses d'énergie.

Explications

La phosphorylation est la fixation d'un radical phosphoryle de phosphore sur un composé organique. Une phosphorylation oxydative peut s'apparenter à une phosphorisation.

Dans le métabolisme, la phosphorylation est le mécanisme de base de transport d'énergie à partir d'un site de production vers les endroits où c'est nécessaire. Elle est également l'un des principaux mécanismes de régulation de l'activité des protéines en général, et des enzymes en particulier.

La phosphorylation du métabolisme le plus important est la phosphorylation de l'ADP, par exemple, avec l'addition d'un groupe phosphate à l'ADP pour former l'ATP. L'ATP ainsi formé porte l'énergie de liaison devenant une énergie de changement métabolique.

La photophosphorylation fait référence à la procédure de formation de l'ATP au cours de la phase légère de la photosynthèse. Les énergies lumineuses excitent et déplacent les électrons de la chlorophylle et d'autres pigments présents dans les plantes, les algues et les cyanobactéries. L'énergie associée aux électrons excités est stockée dans l'ATP dans un procédé qui produit plus de telles molécules à partir d'ADP et de phosphate inorganique.

Fonctions

Les propriétés fonctionnelles déclenchées par la phosphorylation des protéines sont :

• (a) La phosphorylation peut réguler l'activité des protéines dans un état "activé" ou "inactif" de manière réversible.
• (b) La phosphorylation peut altérer la confirmation des protéines. Pour certaines protéines, telles que les facteurs de transcription séquestrés dans le compartiment cytosolique, des changements dans la confirmation des protéines peuvent démasquer les acides aminés qui fonctionnent pour réguler la distribution subcellulaire, tels que les signaux de localisation nucléaire (NLS).
• (c) La phosphorylation peut créer des domaines de liaison qui favorisent d'importantes interactions protéine-protéine qui régulent un large éventail de fonctions cellulaires, comme cela existe avec les récepteurs de la protéine tyrosine kinase.

Rôle enzymatique

Dans de nombreuses protéines et enzymes, la phosphorylation sert de type d'interrupteur "marche/arrêt", modifiant ainsi la fonction ou l'activité. Les enzymes désignées comme kinases catalysent généralement les réactions de phosphorylation en utilisant l'ATP comme co-substrat.

La glycolyse joue un rôle critique dans le métabolisme énergétique des trypanosomes sanguins. Sous cette forme, le métabolisme oxydatif impliquant les enzymes du cycle de Krebs mitochondrial et la phosphorylation oxydative est largement réprimé, et l'organisme dépend entièrement de la conversion du glucose en pyruvate pour son apport en ATP.

Régulation cellulaire

La régulation de cofacteurs donnés existe à plusieurs niveaux. Outre la régulation au niveau du transport, de nombreuses vitamines subissent des modifications chimiques qui les transforment en coenzymes. Ainsi, les quantités de cofacteurs disponibles peuvent être contrôlées par des modifications chimiques et dans certains cas par synthèse. Les sections suivantes se concentrent sur des modifications chimiques spécifiques importantes pour les activations de cofacteurs organiques afin de mettre en évidence la gamme de stratégies cellulaires utilisées.

Phosphorylation. L'ajout d'un groupement phosphate (PO₄^3-) est souvent utilisé comme contrôle homéostatique majeur. Dans de nombreuses protéines et enzymes, la phosphorylation sert de type d'interrupteur "marche/arrêt", modifiant ainsi la fonction ou l'activité. Les enzymes désignées comme kinases catalysent généralement les réactions de phosphorylation en utilisant l'ATP comme co-substrat.

La phosphorylation peut servir à (1) modifier la charte hydrophile et la taille de sorte que le cofacteur soit moins susceptible d'être transporté hors d'une cellule ou d'un compartiment cellulaire, (2) améliorer ou modifier la liaison du cofacteur à des enzymes données, (3) modifier une donnée caractéristique chimique du cofacteur, ou (4) contribuer au contrôle cellulaire global en raison de liens avec le potentiel chimique de la cellule, tel que défini par les concentrations d'ADP/ATP.

Voici quelques exemples importants :

• Phosphorylation de l'acide ascorbique en ascorbate-2-phosphate, ce qui rend la molécule moins susceptible d'agir comme un initiateur redox en inhibant la tautomérie céto-énol (par exemple, [-COH=COH-] ↔ [-CO-CO-]).
• Phosphorylation de la vitamine B6 en PLP, qui permet au PLP d'agir comme un catalyseur acide dans la glycogène phosphorylase, c'est-à-dire en plus de son rôle dans les transaminases et d'autres enzymes nécessitant du PLP.
• Phosphorylation du NAD en NADP, ce qui se traduit par un cofacteur plus susceptible de fonctionner dans un processus synthétique (NADP) que dans un processus catabolique (NAD).
• Phosphorylation du TPP en triphosphate de thiamine, dans laquelle le tissu neural est impliqué dans le déclenchement et le transport des ions.
• Phosphorylation de la pantothéine, qui facilite la fixation covalente de la pantothéine-4′-phosphate à d'autres fractions, telles que des intermédiaires dans la voie de synthèse de la coenzyme A ou aux sous-unités ACP.

Transphosphorylation

Le transfert de groupe phosphoryle entre les domaines émetteur, récepteur et phospho-transfert d'un système donné peut être suivi en assemblant une réaction de transphosphorylation du domaine émetteur, et en ajoutant le peptide phospho-accepteur (contenant un domaine récepteur ou phospho-transfert) à la réaction. mélange. L'ATP étant présent dans la réaction, il est important de réaliser une réaction témoin dans laquelle le domaine émetteur n'est pas présent, afin de démontrer que le peptide phospho-accepteur n'est pas capable de s'autophosphoryler. Alternativement, le domaine émetteur phosphorylé peut être purifié sans ATP avant la réaction de phospho-transfert.

En rapport avec "phosphorylation"

• groupe phosphoryle

  

  Le groupe phosphoryle est un groupement phosphate de formule PO32-. L'addition d'un groupe phosphoryle à une molécule est une réaction de phosphorylation.

• phosphorylase

  

  Une phosphorylase est une enzyme qui catalyse l'estérification d'un ose par un phosphate (réaction de phosphorylation).

• phosphorylation oxydative

  

  La phosphorylation oxydative est un processus cellulaire qui exploite la réduction de l'oxygène pour générer des liaisons phosphate à haute énergie sous...

• photophosphorylation

  

  La photophosphorylation est le processus de fabrication de l'ATP lors de la photosynthèse par conversion de l'ADP en transférant un groupe phosphate.