Avainero fosforylaation ja defosforylaation välillä on se, että fosforylaatio on fosfaattiryhmän lisäämistä molekyyliin proteiinikinaasin toimesta. Samaan aikaan defosforylaatio on fosfaattiryhmän poistamista molekyylistä hydrolaasilla, erityisesti fosfataasilla.
Fosforylaatio ja defosforylaatio ovat kaksi ratkaisevaa prosessia elävien organismien fysiologisissa prosesseissa. Proteiinin fosforylaatio ja defosforylaatio ovat erittäin tärkeitä solujen signaloinnissa, solujen jakautumisessa, proteiinien translaatiossa, aineenvaihdunnassa ja selviytymisessä. Solussa yleensä yli 30 % proteiineista käy läpi fosforylaatiota. Mikä tärkeintä, fosforylaatio ja defosforylaatio tapahtuvat kaikentyyppisissä proteiinisubstraateissa, kuten rakenneproteiineissa, entsyymeissä, kalvokanavissa, signaalimolekyyleissä jne. Fosforylaatio- ja defosforylaatioreaktioiden säätelyä kutsutaan yhteisesti fosforisäätelyksi.
Mitä on fosforylaatio?
Fosforylaatio on fosfaattiryhmän lisäämistä tai siirtoa molekyyliin proteiinikinaasi-nimisen entsyymin toimesta. Se on eräänlainen translaation jälkeinen modifikaatio. Yleensä fosfaattiryhmä tulee ATP:stä tai ADP:stä. Tämä prosessi näkyy yleisesti monissa elävissä organismeissa esiintyvissä fysiologisissa prosesseissa, erityisesti proteiinien toiminnan, lokalisoinnin, konformaation, vuorovaikutuksen ja puhdistuman säätelyssä. Lisäksi fosforylaatio on kriittinen solunulkoisessa signaloinnissa. Välittäjäaineet, hormonit, sytokiinit jne. tuottavat vaikutuksensa säätelemällä fosforylaatiota kohdesoluissaan.
Kuva 01: Fosforylaatio
Ihmisen genomissa on yli 200 000 fosforylaatiokohtaa. Fosforylaatiomekanismeihin osallistuu yli 500 eri kinaasia.
Mitä on defosforylaatio?
Defosforylaatio on fosforylaation vastine. Defosforylaatiolla tarkoitetaan fosfaattiryhmän poistamista molekyylistä, erityisesti orgaanisesta yhdisteestä. Se tapahtuu hydrolyysin kautta. Hydrolaasi, erityisesti fosfataasi, on entsyymi, joka katalysoi defosforylaatiota. Fosforylaation tavoin defosforylaatio on tärkeä monissa soluprosesseissa. Fosforylaation aikana ATP muuttuu ADP:ksi vapauttamalla yksi fosfaattiryhmä ja energia. Fosfaattiryhmän poistaminen tapahtuu hydraatioreaktion kautta lisäämällä vesimolekyyli ja regeneroimalla hydroksyyliryhmä.
Kuva 02: Defosforylaatio
Proteiinit altistuvat usein defosforylaatiolle. Proteiinien defosforylaatio on avainprosessi solujen signaloinnissa. Lisäksi defosforylaatiolla on suuri rooli restriktioentsyymejä käyttävässä kloonauksessa. Defosforyloivat fosfataasit estävät uudelleenligaatiota.
Mitkä ovat yhtäläisyydet fosforylaation ja defosforylaation välillä?
- Defosforylaatio on fosforylaation vastine.
- Molemmissa prosesseissa on mukana fosfaattiryhmiä.
- Ne ovat myös entsyymejä katalysoivia reaktioita.
- Ja molemmat reaktiot ovat palautuvia.
- Lisäksi molempia prosesseja voidaan käyttää proteiinin aktivoimiseen tai deaktivointiin.
- Ne ovat tärkeitä translaation jälkeisiä muunnelmia.
Mitä eroa on fosforylaation ja defosforylaation välillä?
Fosforylaatio on fosfaattiryhmän lisäämistä molekyyliin proteiinikinaasin toimesta, kun taas defosforylaatio on fosfaattiryhmän poistamista molekyylistä fosfataasilla. Joten tämä on avainero fosforylaation ja defosforylaation välillä. Lisäksi proteiinikinaasit katalysoivat fosforylaatiota, kun taas fosfataasit katalysoivat defosforylaatiota.
Alla infografiassa on yhteenveto fosforylaation ja defosforylaation eroista.
Yhteenveto – Fosforylaatio vs defosforylaatio
Fosforylaatio ja defosforylaatio ovat kaksi prosessia, jotka ovat kriittisiä kaikentyyppisille fysiologisille prosesseille. Fosforylaatiossa tapahtuu fosfaattiryhmän siirtyminen molekyyliin. Päinvastainen reaktio tapahtuu defosforylaatiossa. Fosfaattiryhmä poistetaan molekyylistä defosforylaatiossa. Joten tämä on avainero fosforylaation ja defosforylaation välillä. Molemmat reaktiot ovat kuitenkin palautuvia. Lisäksi entsyymit ovat välttämättömiä molempien reaktioiden katalysoinnissa. Proteiinikinaasit katalysoivat fosforylaatiota, kun taas fosfataasit katalysoivat defosforylaatiota.
