Fosforylering er tilsetning av en fosfatgruppe til et hvilket som helst annet molekyl . Dens dominerende rolle i biokjemi gjør den til et viktig forskningsobjekt , spesielt innen protein- og fruktosefosforylering. Det er den motsatte reaksjonen til fosfatering . I metabolisme er fosforylering den grunnleggende mekanismen for å transportere energi fra stedene der den produseres til stedene der den er nødvendig. På samme måte er det en av hovedmekanismene for å regulere aktiviteten til proteiner generelt og enzymer spesielt.
Den viktigste fosforyleringen for metabolisme er adenosindifosfat (ADP) fosforylering, det vil si tilsetning av en fosfatgruppe til ADP for å danne adenosintrifosfat (ATP):
ATP som dermed dannes transporterer energien til koblingen og blir energivalutaen til metabolismen . Det er flere veier som fosforylerer ADP.
Fosforylering på substratnivå er syntesen av ATP koblet til en eksergonisk reaksjon uten innblanding av enzymet ATP-syntase . Det formidles av kinaseenzymer og forekommer for eksempel i Krebs-syklusen eller i glykolyse ; det utgjør bare en liten del av den totale ATP som produseres i cellen.
Se også: heksokinase , glukose-6-fosfat og fosfolipase .ATP-syntase er et enzym innebygd i den indre membranen av mitokondriene og i membranen til thylakoidene til kloroplaster . Den er i stand til å fosforylere ADP med et uorganisk fosfat takket være energien til protonene som passerer gjennom det ( kjemiosmose ). Mitokondriell oksidativ fosforylering og kloroplastfotofosforylering er de to hovedveiene hvor ATP-syntase virker.
Oksidativ fosforyleringOksydasjon av mat under respirasjon frigjør kjemisk potensiell energi som brukes til å syntetisere ATP. Prosessen involverer oksidativ fosforylering av matmolekyler som glukose , fettsyrer eller glyserin (den vanligste). Molekyler brytes ned under en rekke reaksjoner, og energien som frigjøres i visse stadier av prosessen brukes til å produsere ATP i fosforyleringsreaksjoner.
Det er anslått at opptil 90 % av cellulær energi i form av ATP produseres på denne måten. [ 1 ]
FotofosforyleringDet refererer til prosessen med ATP- dannelse under lysfasen av fotosyntesen . Lysenergi eksiterer og fortrenger elektroner fra klorofyll og andre pigmenter som finnes i planter , alger og cyanobakterier . Energien knyttet til de eksiterte elektronene lagres i ATP i en prosess som produserer flere slike molekyler fra ADP og uorganisk fosfat .
Fosforylering av proteiner og, spesielt enzymer , er en av hovedmekanismene for å regulere deres aktivitet. Proteinkinaser er ansvarlige for fosforylering av proteiner .
Det er mange andre metabolske reaksjoner der molekyler blir fosforylert, selv om de fleste cellulære fosforyleringer kan klassifiseres på de to nevnte måtene. For eksempel, i den første reaksjonen av glykolyse , tilfører enzymet heksokinase en fosfatgruppe til karbon 6 av glukose ved fosforylering på substratnivå, og transformerer den til glukose-6-fosfat . Dens funksjon er å fange glukose i den intracellulære cytosolen siden fosfat generelt er svært ugjennomtrengelig for cellemembranen . I leverceller finner defosforylering sted i det glatte endoplasmatiske retikulum og tillater dermed dets utgang til blodbanen igjen .