Фосфорилирование белков — Arc.Ask3.Ru

Protein phosphorylation История открытия В 1906 году Фибиус Левен обнаружил фосфорилированный вителлин.   В 1933 году Фриц Липманн обнаружил фосфосерин в […]

Protein phosphorylation

  • История открытия

    • В 1906 году Фибиус Левен обнаружил фосфорилированный вителлин.  
    • В 1933 году Фриц Липманн обнаружил фосфосерин в казеине.  
    • В 1950 году Эрл Сазерленд объяснил, что активность фосфорилазы увеличивается при стимуляции адреналином и глюкагоном.  
    • В 1970-х годах Лестер Рид обнаружил, что митохондриальный пируватдегидрогеназный комплекс инактивируется фосфорилированием.  
    • В 1975 году было показано, что цАМФ-зависимые протеинкиназы фосфорилируют сериновые остатки на определенных аминокислотных последовательностях.  
    • В 1980-х годах была определена аминокислотная последовательность первой протеинкиназы, что помогло генетикам понять функции регуляторных генов.  
    • В 1990-х годах были очищены первые протеинтирозиновые фосфатазы и клонированы JAK киназы, что привело к признанию 1990-х годов десятилетием протеинкиназных каскадов.  
  • Механизм и функции фосфорилирования

    • Фосфорилирование изменяет структуру белка, вызывая его активацию, деактивацию или модификацию функции.  
    • Фосфорилирование обычно происходит на серине, треонине, тирозине и гистидине в эукариотических белках.  
    • Фосфорилирование может быть обратимым, что позволяет клеткам быстро реагировать на внешние сигналы.  
    • Фосфорилирование и дефосфорилирование регулируют активность многих ферментов и рецепторов.  
  • Примеры регуляторных ролей

    • Фосфорилирование Na+/K+-АТФазы регулирует осморегуляцию.  
    • Фосфорилирование GSK-3 регулирует инсулиновый сигнальный путь.  
    • Фосфорилирование src тирозинкиназы ингибирует её активность.  
    • Фосфорилирование гистонов H2AX и метилпурин-ДНК-гликозилазы необходимо для репарации ДНК.  
    • Фосфорилирование цитозольных компонентов NADPH оксидазы регулирует белок-белковые взаимодействия.  
  • Примеры деградации белков

    • Фосфорилирование аргинина маркирует белки для деградации.  
    • Фосфорилирование некоторых белков вызывает их деградацию через путь убиквитин/протеасом.  
  • Фосфорилирование белков

    • Фосфорилирование белков происходит только при участии определенных E3 убиквитинлигаз.  
    • Фосфорилирование белков важно для сложных сигнальных путей.  
  • Методы анализа фосфорилирования

    • Фосфопротеомика и масс-спектрометрия используются для идентификации и количественной оценки фосфорилированных белков.  
    • Генетические взаимодействия между фосфорилирующими белками и их целями помогают понять сложные сети фосфорилирования.  
  • Фосфорилирование гистонов

    • Фосфорилирование гистонов изменяет структуру хроматина, влияя на транскрипцию и репликацию.  
    • Фосфорилирование гистона H2A при повреждении ДНК разделяет хроматиновые домены.  
  • Киназы и их функции

    • Фосфорилирование происходит на различных аминокислотах, включая серин, треонин и тирозин.  
    • Тирозинфосфорилированные белки легко очищаются, что облегчает их изучение.  
    • Циклиновые киназы регулируют клеточный цикл, связываясь с циклинами.  
  • Сайты фосфорилирования

    • В клетке тысячи фосфорилированных сайтов, что важно для понимания её состояния.  
    • Фосфорилирование изменяет функцию и локализацию белков.  
    • Фосфорилирование и дефосфорилирование белков важны для клеточных процессов.  
  • Современные методы и базы данных

    • Фосфопротеомные методы позволяют идентифицировать и количественно оценить фосфорилированные белки.  
    • Созданы базы данных, такие как dbPAF, для хранения известных фосфорилированных сайтов.  
  • Примеры фосфорилирования

    • Фосфорилирование серина и треонина влияет на различные метаболические процессы.  
    • Фосфорилирование тирозина важно для сигнальных путей, таких как рецепторы тирозинкиназы.  
  • Фосфорилирование тирозина

    • Быстрое и обратимое фосфорилирование тирозина регулирует клеточные процессы.  
    • Фосфорилирование тирозина поддерживает клеточный рост, дифференцировку, миграцию и метаболический гомеостаз.  
    • Фосфорилирование тирозина связано с различными заболеваниями, такими как ожирение, инсулинорезистентность и диабет 2 типа.  
  • Фосфорилирование аргинина

    • Аргинин фосфорилирование в грамположительных бактериях маркирует белки для деградации.  
  • Неканоническое фосфорилирование в клетках человека

    • В клетках человека фосфорилирование происходит на множестве неканонических аминокислот, включая гистидин, аспартат, цистеин, глутамат, аргинин и лизин.  
    • Для сохранения этих фосфорилированных остатков требуются специальные процедуры и методы разделения.  
  • Методы обнаружения и характеристики фосфорилирования

    • Антитела используются для обнаружения фосфорилирования белков.  
    • Посттрансляционные модификации легко обнаруживаются на 2D гелях.  
    • Масс-спектрометрия используется для определения сайтов фосфорилирования.  
  • Эволюция фосфорилирования

    • Фосфорилирование распространено среди всех живых организмов.  
    • В эукариотах фосфорилировано от 30 до 65% белков, с десятками или сотнями тысяч сайтов фосфорилирования.  
    • Некоторые фосфорилированные сайты эволюционировали как условные «off» переключатели.  
  • Сравнение между эукариотами и прокариотами

    • В эукариотах фосфорилирование участвует в клеточной сигнализации, экспрессии генов и дифференцировке.  
    • В прокариотах фосфорилирование используется для передачи сигналов, но его роль в регуляции ДНК-репарации и репликации неясна.  
    • В бактериях фосфорилируются гистидин и аспартат, а также присутствуют серин, треонин и тирозин.  
  • Патология

    • Аномальное фосфорилирование белков связано с различными заболеваниями, включая рак, Альцгеймера и Паркинсона.  
    • В Альцгеймера фосфорилирование тау-белка нарушается, что приводит к его агрегации и разрушению микротрубочек.  
  • Тау-белок и его функции

    • Тау-белок должен быть фосфорилирован для функционирования  
    • Гиперфосфорилирование тау-белка является основной причиной его неспособности ассоциироваться  
    • Фосфатазы PP1, PP2A, PP2B и PP2C дефосфорилируют тау-белок в vitro  
    • Активность этих фосфатаз снижена в мозге пациентов с Альцгеймером  
    • Тау-фосфопротеин у пациентов с Альцгеймером гиперфосфорилирован в три-четыре раза по сравнению с пожилыми здоровыми людьми  
    • Тау-белок удаляет MAP1 и MAP2 из микротрубочек, что можно обратить вспять при дефосфорилировании  
  • α-Synuclein и его роль в болезни Паркинсона

    • α-Synuclein связан с болезнью Паркинсона  
    • У людей этот белок кодируется геном SNCA  
    • α-Synuclein участвует в рециркуляции синаптических везикул, несущих нейротрансмиттеры  
    • Уровни α-Synuclein повышены у пациентов с болезнью Паркинсона  
    • Существует корреляция между концентрацией нефосфорилированного α-Synuclein и тяжестью болезни  
    • Фосфорилирование Ser129 в α-Synuclein влияет на тяжесть болезни  
    • У здоровых пациентов уровни нефосфорилированного α-Synuclein выше, чем у пациентов с болезнью Паркинсона  
    • Изменение соотношения концентраций фосфорилированного и нефосфорилированного α-Synuclein может быть маркером прогрессирования болезни  
    • Антитела, нацеленные на фосфорилированный Ser129, используются для изучения молекулярных аспектов синуклеинопатий  
    • Фосфорилирование Ser129 связано с агрегацией белка и дальнейшим повреждением нервной системы  
    • Агрегация фосфорилированного α-Synuclein усиливается при недостатке белка Sept4  
    • Прямое взаимодействие α-Synuclein с Sept4 ингибирует фосфорилирование Ser129  
    • Фосфорилирование Ser129 может наблюдаться без агрегации в условиях сверхэкспрессии  

Полный текст статьи:

Фосфорилирование белков — Arc.Ask3.Ru

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх