Põhiline erinevus fosforüülimise ja defosforüülimise vahel seisneb selles, et fosforüülimine on fosfaatrühma lisamine molekulile proteiinkinaasi toimel. Samal ajal on defosforüülimine fosfaatrühma eemaldamine molekulist hüdrolaasi, eriti fosfataasi toimel.
Fosforüülimine ja defosforüülimine on elusorganismide füsioloogilistes protsessides kaks üliolulist protsessi. Valkude fosforüülimine ja defosforüülimine on väga olulised rakkude signaaliülekande, rakkude jagunemise, valkude translatsiooni, ainevahetuse ja ellujäämise jaoks. Üldiselt fosforüülitakse rakus üle 30% valkudest. Kõige tähtsam on see, et fosforüülimine ja defosforüülimine toimuvad igat tüüpi valgu substraatides, nagu struktuurvalgud, ensüümid, membraanikanalid, signaalmolekulid jne. Fosforüülimise ja defosforüülimise reaktsioonide reguleerimist nimetatakse ühiselt fosforregulatsiooniks.
Mis on fosforüülimine?
Fosforüülimine on fosfaatrühma lisamine või ülekandmine molekuli ensüümi poolt, mida nimetatakse proteiinkinaasiks. See on translatsioonijärgse modifikatsiooni tüüp. Üldiselt pärineb fosfaatrühm ATP-st või ADP-st. Seda protsessi täheldatakse tavaliselt paljudes elusorganismides esinevates füsioloogilistes protsessides, eriti valgu funktsiooni, lokaliseerimise, konformatsiooni, interaktsiooni ja kliirensi reguleerimisel. Lisaks on fosforüülimine rakuvälises signaalimises kriitiline. Neurotransmitterid, hormoonid, tsütokiinid jne avaldavad oma mõju, reguleerides sihtrakkude fosforüülimist.
Joonis 01: Fosforüülimine
Inimese genoomis on rohkem kui 200 000 fosforüülimissaiti. Fosforüülimismehhanismides osaleb enam kui 500 erinevat kinaasi.
Mis on defosforüülimine?
Defosforüülimine on fosforüülimise vaste. Defosforüülimine viitab fosfaatrühma eemaldamisele molekulist, eriti orgaanilisest ühendist. See toimub hüdrolüüsi teel. Hüdrolaas, eriti fosfataas, on ensüüm, mis katalüüsib defosforüülimist. Sarnaselt fosforüülimisele on defosforüülimine oluline paljudes rakuprotsessides. Fosforüülimise käigus muudetakse ATP ADP-ks, vabastades ühe fosfaatrühma ja energia. Fosfaatrühma eemaldamine toimub hüdratatsioonireaktsiooni kaudu, lisades veemolekuli ja regenereerides hüdroksüülrühma.
Joonis 02: Defosforüülimine
Valgud allutatakse sageli defosforüülimisele. Valkude defosforüülimine on raku signaalimise võtmeprotsess. Lisaks mängib defosforüülimine restriktsiooniensüümide abil kloonimisel suurt rolli. Defosforüülivad fosfataasid takistavad uuesti ligeerimist.
Millised on fosforüülimise ja defosforüülimise sarnasused?
- Defosforüülimine on fosforüülimise vaste.
- Mõlemas protsessis on kaasatud fosfaatrühmad.
- Samuti on need ensüümi katalüüsivad reaktsioonid.
- Ja mõlemad reaktsioonid on pöörduvad.
- Pealegi saab mõlemat protsessi kasutada valgu aktiveerimiseks või deaktiveerimiseks.
- Need on olulised translatsioonijärgsed modifikatsioonid.
Mis vahe on fosforüülimisel ja defosforüülimisel?
Fosforüülimine on fosfaatrühma lisamine molekulile proteiinkinaasi poolt, samas kui defosforüülimine on fosfaatrühma eemaldamine molekulist fosfataasi toimel. Niisiis, see on peamine erinevus fosforüülimise ja defosforüülimise vahel. Lisaks katalüüsivad fosforüülimist proteiinkinaasid, samas kui defosforüülimist katalüüsivad fosfataasid.
Allpool olev infograafik võtab kokku fosforüülimise ja defosforüülimise erinevuse.
Kokkuvõte – fosforüülimine vs defosforüülimine
Fosforüülimine ja defosforüülimine on kaks protsessi, mis on igat tüüpi füsioloogiliste protsesside jaoks kriitilise tähtsusega. Fosforüülimisel toimub fosfaatrühma ülekandumine molekuli. Defosforüülimisel toimub vastupidine reaktsioon. Fosfaatrühm eemaldatakse molekulist defosforüülimise käigus. Niisiis, see on peamine erinevus fosforüülimise ja defosforüülimise vahel. Mõlemad reaktsioonid on aga pöörduvad. Lisaks on ensüümid mõlemat tüüpi reaktsioonide katalüüsimisel olulised. Proteiini kinaasid katalüüsivad fosforüülimist, samas kui fosfataasid katalüüsivad defosforüülimist.
