Desfosforilación: Diferenzas entre revisións

Contido eliminado Contido engadido
m Bot: Cambio o modelo: Cite book; cambios estética
m Arranxos varios, replaced: {{cite web → {{Cita web (2), {{cite journal → {{Cita publicación periódica (17)
Liña 7:
== Historia ==
 
O descubrimento da desfosforilación foi o resultado dunha serie de experimentos que estudaron o encima [[fosforilase]] illado do [[músculo esquelético]] de coello. En 1955, [[Edwin Krebs]] e [[Edmond Fischer]] utilizaron ATP marcado radioactivamente para determinar que cando se engadía fosfato por [[fosforilación]] ao residuo de [[serina]] da fosforilase esta convertíase da súa forma ''b'' á forma ''a''.<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last=FISCHER|first=EH|author2=KREBS, EG|title=Conversion of phosphorylase b to phosphorylase a in muscle extracts.|journal=The Journal of Biological Chemistry|date=Sep 1955|volume=216|issue=1|pages=121–32|pmid=13252012}}</ref> Despois, Krebs e Fischer demostraron qie esta fosforilación forma parte dunha fervenza de [[quinase]]s. Finalmente, despois de purificaren a forma fosforilada do encima, que é a fosforilase ''a'', do fígado de coello, utiizando [[cromatografía de intercambio iónico]] identificaron as fosfoproteína fosfatases I e II.<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last=Khandelwal|first=RL|author2=Vandenheede, JR |author3=Krebs, EG |title=Purification, properties, and substrate specificities of phosphoprotein phosphatase(s) from rabbit liver.|journal=The Journal of Biological Chemistry|date=Aug 25, 1976|volume=251|issue=16|pages=4850–8|pmid=8449}}</ref>
 
Desde o descubrimento destas proteínas desfosforilantes, a natureza reversible da [[fosforilación]] e desfsforilación foi asociada cunha ampla gama de prteínas funcionais, principalmente encimáticas, pero tamén algunhas non encimáticas.<ref name="pmid38740">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Krebs EG, Beavo JA |title=Phosphorylation-dephosphorylation of enzymes |journal=Annu. Rev. Biochem. |volume=48 |issue= |pages=923–59 |year=1979 |pmid=38740 |doi=10.1146/annurev.bi.48.070179.004423 |url=}}</ref> Edwin Krebs e Edmond Fischer gañaron o [[Premio Nobel de Medicina]] de 1992 polo descubrimento da fosforilación reversible de proteínas.<ref name="pmid10859071">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Raju TN |title=The Nobel chronicles. 1992: Edmond H Fischer (b 1920) and Edwin G Krebs (b 1918) |journal=Lancet |volume=355 |issue=9219 |pages=2004 |date=June 2000 |pmid=10859071 |doi= 10.1016/S0140-6736(05)72951-2|url=}}</ref>
 
== Función ==
 
[[Ficheiro:Pten.jpg|miniatura|esquerda|Estrutura cristalográfica da PTEN ([[PTEN|fosfatse humana e homólogo da tensina]]). O [[centro activo]] móstrase en amarelo, o dominio [[N-terminal]] fosfatase en azul, e o dominio C2 C-terminal en vermello.<ref name="pmid10555148">{{PDB|1d5r}}; {{citeCita journalpublicación periódica | author = Lee JO, Yang H, Georgescu MM, Di Cristofano A, Maehama T, Shi Y, Dixon JE, Pandolfi P, Pavletich NP | title = Crystal structure of the PTEN tumor suppressor: implications for its phosphoinositide phosphatase activity and membrane association | journal = Cell | volume = 99 | issue = 3 | pages = 323–34 |date=October 1999 | pmid = 10555148 | doi = 10.1016/S0092-8674(00)81663-3 | url = | issn = }}</ref>]]
A fosforilación e desfosforilación de grupos hidroxilo pertencentes a [[aminoácido]]s neutros pero polares como a [[serina]], [[treonina]], e [[tirosina]] de proteínas diana especificas é unha parte fundamental da regulación dos procesos fisiolóxicos. A fosforilación implica a modificación covalente do hidroxilo cun grupo fosfato por medio do ataque nucleofílico do fosfato alfa do ATP polo [[oxíxeno (elemento)|oxíxeno]] do hidroxilo. A desfosforilacón implica quitar grupos fosfato por medio dnha reacción de hidratación por adición dunha molécula de auga e a liberación dun grupo fosfato orixinal, redxenerando o hidroxilo. Ambos os procesos son reversibles e ambos os mecanismos poden usarse para activar ou desactivar unha proteína. A fosforilación dunha proteína produce moitos efectos bioquímicas, como cambiar a súa conformación para alterar a súa unión a un [[ligando]] específico e incrementar ou reducir a súa actividade. A fosforilación e desfosforilación poden utilizarse en todos os tipos de [[substrato encimático|substratos]], como proteínas estruturais, encimas, canais de membrana, moléculas de sinaización, e outras [[quinase]]s e [[fosfatase]]s. A suma destes procesos denomínase fosforregulación.<ref name="pmid19547744">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Beltrao P, Trinidad JC, Fiedler D |title=Evolution of phosphoregulation: comparison of phosphorylation patterns across yeast species |journal=PLoS Biol. |volume=7 |issue=6 |pages=e1000134 |date=June 2009 |pmid=19547744 |pmc=2691599 |doi=10.1371/journal.pbio.1000134 |url=|display-authors=etal}}</ref> A desregulación da fosforilación pode orixinar doenzas.<ref name="pmid21904669">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Bononi A, Agnoletto C, De Marchi E |title=Protein kinases and phosphatases in the control of cell fate |journal=Enzyme Res |volume=2011 |issue= |pages=329098 |year=2011 |pmid=21904669 |pmc=3166778 |doi=10.4061/2011/329098 |url=|display-authors=etal}}</ref>
 
=== Modificación postraducional ===
 
Durante a síntese de proteinas, as cadeas polipeptídicas, que se forman pola [[tradución de proteínas|tradución]] nos [[ribosoma]]s de [[ARNm]], deben ser procesadas antes de asumir unha conformación madura. A desfosforilación de proteínas é un mecanismo para a modificación do comportamento dunha proteína, xeralmente ao activar ou inactivar un encima. Compoñentes do aparato sintético de proteínas tamén sofren fosforilación e desfosforilación e isto regula a velocidade de síntese proteica.<ref name="pmid2349232">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Celis JE, Madsen P, Ryazanov AG |title=Increased phosphorylation of elongation factor 2 during mitosis in transformed human amnion cells correlates with a decreased rate of protein synthesis |journal=Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. |volume=87 |issue=11 |pages=4231–5 |date=June 1990 |pmid=2349232 |pmc=54082 |doi= 10.1073/pnas.87.11.4231|url=}}</ref>
 
Como parte das [[modificación postraducional|modificacións postraducionais]], poden quitarse grupos fosfato da serina, treonina, ou tirosina. As vías da [[transdución de sinais]] intracelular dependen da fosforilación e desfosforilación secuencial dunha ampla variedade de proteínas.
Liña 26:
ATP<sup>4−</sup> + H<sub>2</sub>O <big>→</big> ADP<sup>3−</sup> + HPO<sub>4</sub><sup>2−</sup> + H<sup>+</sup>
 
A [[adenosina trifosfato]], ou ATP, actúa como unha "moeda" de enerxía libre en todos os organismos vivos. Esta molecula, nunha reacción de desfosforilación espontánea, libera 30,5 kJ/mol, que se empregan para impulsar reaccións celulares. En conxunto, as reaccións en principio non espontáneas acopladas á desfosforilación do ATP fanse espontáneas, debido ao cambio de enerxía libre relativo da reacción acoplada. O ATP é desfosforilado a ADP e fosfato inorgánico.<ref>{{citeCita web|last=Casiday|first=Rachel|title=Energy for the Body: Oxidative Phosphorylation|url=http://www.chemistry.wustl.edu/~edudev/LabTutorials/Cytochromes/cytochromes.html|accessdate=5 April 2013}}</ref>
 
A nivel celular, a desfosforilación de [[ATPase]]s determina o fluxo de ións dentro e fóra da celula. Os inhibidores da bomba de protóns son un tipo de fármacos que actúan directamente sobre as ATPases do tracto gastrointestinal.
Liña 32:
=== A desfosforilación noutras reaccións ===
 
Ademais do ATP, outras moléculas sofren desfosforilacións como parte doutros sistemas biolóxicos. Diferentes compostos producen diferentes cambios de enerxía libre como resultado da desfosforilación.<ref name="Ox phosphorylation site">{{citeCita web|last=Casiday|first=Rachel|title=Oxidation-Reduction Reactions Experiment|url=http://www.chemistry.wustl.edu/~edudev/LabTutorials/Cytochromes/cytochromes.html|work=Energy for the Body: Oxidative Phosphorylation|publisher=Department of Chemistry, Washington University|accessdate=24 April 2013}}</ref>
 
{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
Liña 51:
=== Importancia da desfosforilación no fotosistema II ===
 
O primeiro complexo formado por proteínas e [[pigmento biolóxico|pigmentos]] da [[fase luminosa]] da [[fotosíntese]] denomínase [[fotosistema II]]. O complexo captura [[fotón]]s de luz, proporcionando [[electrón]]s necesarios para que na fortosíntese se produza máis tarde ATP ([[fotofosforilación]]). O fotosistema II é especialmente sensible á temperatura,<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last=Yamauchi|first=Yasuo|title=Plants switch photosystem at high temperature to protect photosystem II|journal=Plant Biology|date=29 July 2011}}</ref> e a desfosforilación impulsa a plasticidade na resposta a variacións de temperatura. A desfosforilación de proteínas acelérase a elevadas temperaturas nas proteínas do centro de reacción do complexo do fotosistema II, o que protexe á planta.<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last=Rokka|first=A|author2=Aro, EM |author3=Herrmann, RG |author4=Andersson, B |author5= Vener, AV |title=Dephosphorylation of photosystem II reaction center proteins in plant photosynthetic membranes as an immediate response to abrupt elevation of temperature.|journal=Plant physiology|date=Aug 2000|volume=123|issue=4|pages=1525–36|pmid=10938368|doi=10.1104/pp.123.4.1525}}</ref>
 
== Papel da desfosforilación en doenzas ==
=== Patoloxía ===
 
Unha desfosforilación excesiva das ATPases de membrana e das bombas de protóns do tracto gastrointestinal orixina unha secreción elevada de ácidos pépticos. Isto orixina ardores de estómago e esofaxite. As úlceras pépticas orixínanse polo [[pH]] extremo que orixina a desfosforilación en combinación cunha infección por ''[[Helicobacter pylori]]''.<ref name="Robinson 709-15">{{citeCita journalpublicación periódica|last=Robinson|first=M|title=Proton pump inhibitors: update on their role in acid-related gastrointestinal diseases.|journal=International journal of clinical practice|date=Jun 2005|volume=59|issue=6|pages=709–15|pmid=15924600|doi=10.1111/j.1368-5031.2005.00517.x}}</ref>
 
A proteína asociada a microtúbulos [[proteína tau|tau]] está anormalmente hiperfosforilada cando se illa do cerebro de pacientes da [[enfermidade de Alzheimer]]. Isto débese á disfunción dos mecanismos da desfosforilación en aminoácidos específicos da proteína tau. A desfosforilación de tau está catalizada pola proteína fosfatase-2A e proteína fosfatase-2B. A deficiencia ou modificación dunha ou varias proteínas pode estar implicada na fosforilación anormal das proteínas tau no alzéimer.<ref name="pmid7838376">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Gong CX, Grundke-Iqbal I, Iqbal K |title=Dephosphorylation of Alzheimer's disease abnormally phosphorylated tau by protein phosphatase-2A |journal=Neuroscience |volume=61 |issue=4 |pages=765–72 |date=August 1994 |pmid=7838376 |doi= 10.1016/0306-4522(94)90400-6|url=}}</ref>
 
A desfosforilación tamén está ligada con doenzas cardíacas, especialmente a alteración de interaccións [[actina]]-[[miosina]], que son claves para proporcionar a forza necesaria para o latexo cardíaco. A desfosforilación é unha parte fundamental da cinética do ciclo da miosina que controla directamente as interaccións actina-miosina. Cando se interrompe o proceso de desfosforilación, a contracción cardíaca dependente de calcio está alterada ou completamente inactivada.<ref name="pmid22426213">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Sheikh F, Ouyang K, Campbell SG |title=Mouse and computational models link Mlc2v dephosphorylation to altered myosin kinetics in early cardiac disease |journal=J. Clin. Invest. |volume=122 |issue=4 |pages=1209–21 |date=April 2012 |pmid=22426213 |pmc=3314469 |doi=10.1172/JCI61134 |url=|display-authors=etal}}</ref>
 
Algunhas investigacións tamén indican que as modificacións da desfosforilación inflúen en procesos fisiolóxicos envolvidos na [[diabetes mellitus]]. A cinética da desfosforilación das fosfoproteínas substrato-1/2 do [[receptor da insulina]], Akt, e ERK1/2 está implicada na sinalización do receptor da insulina, e os modelos ''in vitro'' demostran que os cambios na cinética da desfosforilación inflúen na estimulación da insulina ''[[augas arriba]]'' e ''augas abaixo'' da fervenza de reaccións.<ref name="pmid17068339">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Zhande R, Zhang W, Zheng Y |title=Dephosphorylation by default, a potential mechanism for regulation of insulin receptor substrate-1/2, Akt, and ERK1/2 |journal=J. Biol. Chem. |volume=281 |issue=51 |pages=39071–80 |date=December 2006 |pmid=17068339 |doi=10.1074/jbc.M605251200 |url=|display-authors=etal}}</ref>
 
=== Tratamentos ===
 
A inhibición da bomba de protóns<ref name="Robinson 709-15"/> fai diminuír significativamente a acidez do tracto gastrointestinal, reducindo os síntomas de enfermidades relacionadas coa acidez. O cambio resultante no [[pH]] fai diminuír a supervivencia da bacteria ''[[Helicobacter pylori|H. pylori]]'', unha causa principal das úlceras a pépticas. Unha vez que o inhibidor da bomba de protóns erradica esta bacteria do estómago (para o cal poden ser necesarios tamén tratamentos con [[antibiótico]]s), revértese o refluxo erosivo.
O tratamento das enfermidades cardíacas mellorou co uso de fármacos que inhiben a [[proteína quinase activada por AMP|AMPK]] por medio de desfosforilación.<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last=Hutchinson|first=DS|author2=Summers, RJ |author3=Bengtsson, T |title=Regulation of AMP-activated protein kinase activity by G-protein coupled receptors: potential utility in treatment of diabetes and heart disease.|journal=Pharmacology & therapeutics|date=Sep 2008|volume=119|issue=3|pages=291–310|pmid=18606183|doi=10.1016/j.pharmthera.2008.05.008}}</ref>
No tratamento do diabetes, o fármaco [[sulfonilurea]] pode estimular a desfosforilación do transportador de glicosa [[GLUT4]], diminuíndo así a resistencia á [[insulina]] e aumentando a utilización de [[glicosa]].<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last=Müller|first=G|author2=Wied, S|title=The sulfonylurea drug, glimepiride, stimulates glucose transport, glucose transporter translocation, and dephosphorylation in insulin-resistant rat adipocytes in vitro.|journal=Diabetes|date=Dec 1993|volume=42|issue=12|pages=1852–67|pmid=8243832|doi=10.2337/diabetes.42.12.1852}}</ref>
 
== Aplicacións en investigación ==
A desfosforilación xoga un papel clave en bioloxía molecular, especialmente na [[clonación molecular|clonación]] usando [[encima de restrición|encimas de restrición]]. Os extremos cortados dun [[vector de clonación]] poden volverse a unir durante o paso de ligación debido á fosforilación. Pode evitarse que estes extremos se volvan a unir usando unha fosfatase desfosforilante.<ref name="Cloning manual">{{Cita libro|last=Sambrook|first=J|title=Molecular Cloning: A Laboratory Manual|year=1989|publisher=Cold Spring Harbor Laboratory Press|edition=2nd|author2=Fritsch, E.F.|author3=Maniatis, T.}}</ref> Estas [[fosfatase alcalina|fosfatases alcalinas]] utilizadas proceden xeralmente do intestino de tenreira, e denominanse abreviadamente CIP (''Calf-intestinal alkaline phosphatase'', fosfatase alcalina de intestino de tenreira).<ref name="pmid19838171">{{citeCita journalpublicación periódica |author=Makovets S, Blackburn EH |title=DNA damage signalling prevents deleterious telomere addition at DNA breaks |journal=Nat. Cell Biol. |volume=11 |issue=11 |pages=1383–6 |date=November 2009 |pmid=19838171 |pmc=2806817 |doi=10.1038/ncb1985 |url=}}</ref>
 
== Notas ==