Ключевое различие между фосфорилированием и дефосфорилированием заключается в том, что фосфорилирование представляет собой добавление фосфатной группы к молекуле протеинкиназой. Между тем, дефосфорилирование представляет собой удаление фосфатной группы из молекулы гидролазой, особенно фосфатазой.
Фосфорилирование и дефосфорилирование – два важнейших процесса в физиологических процессах живых организмов. Фосфорилирование и дефосфорилирование белков очень важны для передачи клеточных сигналов, клеточного деления, трансляции белков, метаболизма и выживания. В клетке, как правило, более 30% белков подвергаются фосфорилированию. Что наиболее важно, фосфорилирование и дефосфорилирование происходят во всех типах белковых субстратов, таких как структурные белки, ферменты, мембранные каналы, сигнальные молекулы и т. д. Регуляция реакций фосфорилирования и дефосфорилирования в совокупности называется фосфорегуляцией.
Что такое фосфорилирование?
Фосфорилирование – это добавление или перенос фосфатной группы в молекулу ферментом, называемым протеинкиназой. Это тип посттрансляционной модификации. Как правило, фосфатная группа происходит от АТФ или от АДФ. Этот процесс обычно наблюдается во многих физиологических процессах, происходящих в живых организмах, особенно в регуляции функции белка, его локализации, конформации, взаимодействии и клиренсе. Более того, фосфорилирование имеет решающее значение во внеклеточной передаче сигналов. Нейротрансмиттеры, гормоны, цитокины и т. д. оказывают свое действие, регулируя фосфорилирование в клетках-мишенях.
Рисунок 01: Фосфорилирование
В геноме человека насчитывается более 200 000 сайтов фосфорилирования. В механизмах фосфорилирования задействовано более 500 различных киназ.
Что такое дефосфорилирование?
Дефосфорилирование является аналогом фосфорилирования. Дефосфорилирование относится к удалению фосфатной группы из молекулы, особенно из органического соединения. Это происходит путем гидролиза. Гидролаза, особенно фосфатаза, является ферментом, катализирующим дефосфорилирование. Подобно фосфорилированию, дефосфорилирование играет важную роль во многих клеточных процессах. Во время фосфорилирования АТФ превращается в АДФ с высвобождением одной фосфатной группы и энергии. Удаление фосфатной группы происходит посредством реакции гидратации путем добавления молекулы воды и регенерации гидроксильной группы.
Рисунок 02: Дефосфорилирование
Белки часто подвергаются дефосфорилированию. Дефосфорилирование белков является ключевым процессом в передаче клеточных сигналов. Более того, дефосфорилирование играет большую роль при клонировании с использованием ферментов рестрикции. Дефосфорилирующие фосфатазы предотвращают повторное лигирование.
Каковы сходства между фосфорилированием и дефосфорилированием?
- Дефосфорилирование является аналогом фосфорилирования.
- В обоих процессах участвуют фосфатные группы.
- Кроме того, они являются ферментными катализирующими реакциями.
- И обе реакции обратимы.
- Кроме того, оба процесса могут использоваться для активации или деактивации белка.
- Это важные посттрансляционные модификации.
В чем разница между фосфорилированием и дефосфорилированием?
Фосфорилирование - это добавление фосфатной группы к молекуле с помощью протеинкиназы, а дефосфорилирование - это удаление фосфатной группы из молекулы с помощью фосфатазы. Итак, в этом ключевое различие между фосфорилированием и дефосфорилированием. Кроме того, фосфорилирование катализируется протеинкиназами, тогда как дефосфорилирование катализируется фосфатазами.
Ниже в инфографике представлена разница между фосфорилированием и дефосфорилированием.
Резюме – фосфорилирование против дефосфорилирования
Фосфорилирование и дефосфорилирование – это два процесса, которые имеют решающее значение для всех типов физиологических процессов. При фосфорилировании происходит перенос фосфатной группы на молекулу. Противоположная реакция имеет место при дефосфорилировании. Фосфатная группа удаляется из молекулы при дефосфорилировании. Итак, в этом ключевое различие между фосфорилированием и дефосфорилированием. Однако обе реакции обратимы. Кроме того, ферменты необходимы для катализа обоих типов реакций. Протеинкиназы катализируют фосфорилирование, а фосфатазы катализируют дефосфорилирование.
