Ključna razlika med fosforilacijo in defosforilacijo je, da je fosforilacija dodatek fosfatne skupine k molekuli s protein kinazo. Medtem je defosforilacija odstranitev fosfatne skupine iz molekule s hidrolazo, zlasti s fosfatazo.
Fosforilacija in defosforilacija sta dva ključna procesa v fizioloških procesih živih organizmov. Fosforilacija in defosforilacija beljakovin sta zelo pomembni za celično signalizacijo, delitev celic, prevajanje beljakovin, metabolizem in preživetje. V celici je na splošno več kot 30% beljakovin podvrženih fosforilaciji. Najpomembneje je, da fosforilacija in defosforilacija potekata v vseh vrstah beljakovinskih substratov, kot so strukturni proteini, encimi, membranski kanali, signalne molekule itd. Uravnavanje reakcij fosforilacije in defosforilacije se skupaj imenuje fosforegulacija.
Kaj je fosforilacija?
Fosforilacija je dodajanje ali prenos fosfatne skupine na molekulo z encimom, imenovanim protein kinaza. Je vrsta posttranslacijske modifikacije. Na splošno fosfatna skupina izvira iz ATP ali ADP. Ta proces je običajno viden v številnih fizioloških procesih, ki se pojavljajo v živih organizmih, zlasti pri uravnavanju delovanja beljakovin, lokalizacije, konformacije, interakcije in očistka. Poleg tega je fosforilacija kritična pri zunajcelični signalizaciji. Nevrotransmiterji, hormoni, citokini itd. ustvarjajo svoje učinke z uravnavanjem fosforilacije v svojih ciljnih celicah.
Slika 01: Fosforilacija
V človeškem genomu je več kot 200.000 fosforilacijskih mest. V mehanizme fosforilacije je vključenih več kot 500 različnih kinaz.
Kaj je defosforilacija?
Defosforilacija je protipostavka fosforilacije. Defosforilacija se nanaša na odstranitev fosfatne skupine iz molekule, zlasti iz organske spojine. Nastane s hidrolizo. Hidrolaza, zlasti fosfataza, je encim, ki katalizira defosforilacijo. Podobno kot fosforilacija je defosforilacija pomembna v številnih celičnih procesih. Med fosforilacijo se ATP pretvori v ADP s sprostitvijo ene fosfatne skupine in energije. Odstranitev fosfatne skupine poteka z reakcijo hidratacije z dodatkom molekule vode in regeneracijo hidroksilne skupine.
Slika 02: Defosforilacija
Beljakovine so pogosto podvržene defosforilaciji. Defosforilacija beljakovin je ključni proces v celični signalizaciji. Poleg tega ima defosforilacija veliko vlogo pri kloniranju z uporabo restrikcijskih encimov. Defosforilirajoče fosfataze preprečujejo ponovno vezavo.
Kakšne so podobnosti med fosforilacijo in defosforilacijo?
- Defosforilacija je nasprotna fosforilacija.
- V obeh procesih so vključene fosfatne skupine.
- Poleg tega so reakcije, ki katalizirajo encime.
- In obe reakciji sta reverzibilni.
- Poleg tega lahko oba procesa uporabimo za aktiviranje ali deaktiviranje proteina.
- So pomembne posttranslacijske spremembe.
Kakšna je razlika med fosforilacijo in defosforilacijo?
Fosforilacija je dodajanje fosfatne skupine molekuli s protein kinazo, medtem ko je defosforilacija odstranitev fosfatne skupine iz molekule s fosfatazo. Torej, to je ključna razlika med fosforilacijo in defosforilacijo. Poleg tega fosforilacijo katalizirajo protein kinaze, medtem ko defosforilacijo katalizirajo fosfataze.
Spodnja infografika povzema razliko med fosforilacijo in defosforilacijo.
Povzetek – fosforilacija proti defosforilaciji
Fosforilacija in defosforilacija sta dva procesa, ki sta kritična za vse vrste fizioloških procesov. Pri fosforilaciji pride do prenosa fosfatne skupine na molekulo. Nasprotna reakcija poteka pri defosforilaciji. Pri defosforilaciji se iz molekule odstrani fosfatna skupina. Torej, to je ključna razlika med fosforilacijo in defosforilacijo. Vendar sta obe reakciji reverzibilni. Poleg tega so encimi bistveni za kataliziranje obeh vrst reakcij. Protein kinaze katalizirajo fosforilacijo, medtem ko fosfataze katalizirajo defosforilacijo.
