Протеинфосфатаза
-
Протеинфосфатазы и их функции
- Протеинфосфатазы удаляют фосфатные группы из фосфорилированных белков.
- Фосфорилирование белков является распространенной формой посттрансляционной модификации.
- Протеинкиназы катализируют перенос фосфата из АТФ в белки.
-
Классификация протеинфосфатаз
- Протеинфосфатазы делятся на три основных класса: PPP, PPM и PTP.
- PPP включает PP1, PP2A, PP2B, PP4, PP5, PP6 и PP7.
- PPM включает PP2C и фосфатазу пируватдегидрогеназу.
- PTP включает рецепторные и нерецепторные PTP, а также DSP.
-
Механизм действия
- Фосфорилирование включает перенос фосфатных групп от АТФ к белку.
- Дефосфорилирование высвобождает фосфаты в раствор.
- Цистеинзависимые фосфатазы катализируют гидролиз фосфоэфирной связи.
- Металлофосфатазы координируют ионы металлов в активном центре.
-
Подтипы протеинфосфатаз
- Семейства сериновых/треониновых PP включают PP1, PP2A, PP2B и PP2C.
- Семейство PPM включает PP2C и фосфатазу пируватдегидрогеназу.
- Класс I: ПТП на основе Cys включает рецепторные и нерецепторные PTP.
- Класс III: ПТП на основе Cys включает регуляторы клеточного цикла CDC25A, CDC25B и CDC25C.
- Класс IV: DSP на основе Asp включает суперсемейство галокислотдегалогеназ.
-
Физиологическая значимость
- Фосфатазы удаляют фосфатные группы, регулируя работу белков.
- Фосфорилирование белков контролирует метаболизм, транскрипцию, трансляцию, клеточный цикл и другие процессы.
- Фосфорилирование гистонов регулирует доступ к ДНК.
- Активация PKs и PPs зависит от уровня внутриклеточного кальция.
- Регуляторные субъединицы и домены модулируют специфичность белков.
-
Фосфорилирование белков и ядерные процессы
- Фосфорилирование белков является общеклеточным регуляторным механизмом
- Недавние исследования показали, что фосфорилирование преимущественно направлено на ядерные белки
- Многие PPS, регулирующие ядерные процессы, обогащены или присутствуют исключительно в ядре
-
Роль PPS в нейрональных клетках
- PPS присутствуют во множестве клеточных компартментов в нейрональных клетках
- Они играют важную роль в пре- и постсинапсах, цитоплазме и ядре
- Регулируют экспрессию генов
-
Фосфопротеинфосфатаза и инсулин
- Фосфопротеинфосфатаза активируется инсулином при высокой концентрации глюкозы в крови
- Дефосфорилирует другие ферменты, такие как фосфорилазная киназа, гликогенфосфорилаза и гликогенсинтаза
- Это приводит к увеличению синтеза гликогена и уменьшению гликогенолиза
- Энергия поступает в клетку и накапливается
-
PPS и обучение и память
- В мозге взрослого человека PPS необходимы для синаптических функций
- Участвуют в негативной регуляции функций мозга, таких как обучение и память
- Нарушение регуляции их активности связано с когнитивным старением, нейродегенерацией, раком, диабетом и ожирением
-
Примеры генов, кодирующих PPS
- Белковая серин/треонинфосфатаза: PPP1CA, PPP1CB, PPP1CC, PPP2CA, PPP2CB, PPP3CA, PPP3CB, PPP3CC, PPP4C, PPP5C, PPP6C
- Протеинтирозинфосфатаза: CDC14s, CDKN3
- Гомологи фосфатазы и тензина: PTEN, рогатка: СШ1, СШ2, СШ3
- Фосфатаза двойной специфичности: DUSP1, DUSP2, DUSP3, DUSP4, DUSP5, DUSP6, DUSP7, DUSP8, DUSP9, DUSP10, DUSP11, DUSP12, DUSP13, DUSP14, DUSP15, DUSP16, DUSP18, DUSP19, DUSP21, DUSP22, DUSP23, DUSP26, DUSP27, DUSP28
- Разгруппированный: CTDP1, CTDSP1, CTDSP2, CTDSPL, ТУПИЦА, ЭПМ2А, ИЛКАП, MDSP-протокол, PGAM5, ПХЛПП1, ПХЛПП2, PPEF1, PPEF2, PPM1A, PPM1B, PPM1D, PPM1E, PPM1F, PPM1G, PPM1H, PPM1J, PPM1K, PPM1L, PPM1M, PPM1N, PPTC7, PTPMT1, SSU72, UBLCP1