Fosfataza

Fosfataza je enzim koji uklanja fosfatnu grupu sa svog supstrata hidrolizom monoestara fosforne kiseline u fosfatni jon i molekul sa slobodnom hidroksilnom grupom. Ova reakcija je u direktnoj suprotnosti sa reakcijama fosforilaza i kinaza, koje dodaju fosfatne grupe na njihove supstrate koristeći energetske molekule kao što je ATP. Fosfataza prisutna kod mnogih organizama je alkalna fosfataza.

Proteinska fosforilacije je veoma česta i vazna forma reverzibilne proteinske posttranslacione modifikacije (PTM). Smatra se da do 30% svih proteina podleže fosforilacije. Proteinske kinaze (PK) su efektori fosforilacije i katalizuju transfer γ-fosfata sa ATP na specifične aminokiseline na proteinima. Kod sisara postoji nekoliko stotina proteinskih kinaza. One su klasifikovane u distinktne super-familije. Proteini su fosforilisani predominantno na Ser, Thr i Tyr ostacima, što kod sisara sačinjava 86, 12 i 2% fosfoproteoma, respektivno. U kontrastu s tim, protein fosfataze (PP) su primarni efektori defosforilacije i mogu se grupisati u tri glavne klase na osnovu sekvence, strukture i katalitičke funkcije. Najveća PP klasa je familija fosfoproteinskih fosfataza (PPP) u koju se ubrajaju PP1, PP2A, PP2B, PP4, PP5, PP6 i PP7. Familija proteinskih Tyr fosfataza je druga grupa, a aspartat-bazirane proteinske fosfataze su treća.

Mehanizam

Cistidin difosfati (CDP) katalizuju hidrolizu fosfoestarske veze putem fosfo-cistein intermedijara[1].

Mehanizam defosforilacije tirozin cistidin difosfatom

Slobodni cisteinski nukleofil formira vezu sa atomom fosfora fosfatne grupe, i P-O veza između fosfatne grupe i tirozina se protonuje, bilo prikladno pozicionirananim kiselim aminokiselinskim ostatkom (Asp na dijagramu) ili molekulom vode. Fosfo-cisteinski intermedijer se zatim hidrolizuje još jednim molekulom vode, čime se regeneriše aktivno mesto za sledeću reakciju defosforilacije.

Metalo-fosfataze (npr. PP2C) koordiniraju dva katalitički esencijalna metalna jona u njihovom aktivnom mestu. Identitet tih metalnih jona nije nije dovoljno razjašnjen. Postoji evidencija da oni mogu da biti: magnezijum, mangan, gvožđe, cink, ili njihove kombinacije. Smatra se da hidroksilni jon koji premošćuje dva metalna jona učestvuje u nukleofilnom napadu na jon fosfora.

Pod-tipovi

Fosfataze se mogu podeliti na osnovu njihove supstratne specifičnosti.

Klasa Primer Supstrat Referenca
Tirozin-specifične fosfataze PTP1B Fosfo-Tirozin [2]
Serin/Treonin specifične fosfataze PP2C (PPP2CA) Fosfo-Serin/Treonin [3]
Fosfataze dualne specifičnosti VHR, DUSP1 do DUSP28 Fosfo-Tirozin/Serin/Treonin [4]
Histidinske fosfataze PHP Fosfo-Histidin [5]
Lipidne fosfataze PTEN Fosfatidil-Inozitol-3,4,5-Trifosfat [6]

Literatura

  • Nicholas C. Price; Lewis Stevens (1999). Fundamentals of Enzymology: The Cell and Molecular Biology of Catalytic Proteins (Third изд.). USA: Oxford University Press. ISBN 019850229X. 
  • Eric J. Toone (2006). Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology, Protein Evolution (Volume 75 изд.). Wiley-Interscience. ISBN 0471205036. 
  • Branden C; Tooze J. Introduction to Protein Structure. New York, NY: Garland Publishing. ISBN 0-8153-2305-0. 
  • Irwin H. Segel. Enzyme Kinetics: Behavior and Analysis of Rapid Equilibrium and Steady-State Enzyme Systems (Book 44 изд.). Wiley Classics Library. ISBN 0471303097. 
  1. ^ Barford D (1996). „Molecular mechanisms of the protein serine/threonine phosphatases”. Trends Biochem. Sci. 21 (11): 407—12. PMID 8987393. doi:10.1016/S0968-0004(96)10060-8. 
  2. ^ Zhang ZY (2002). „Protein tyrosine phosphatases: structure and function, substrate specificity, and inhibitor development”. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 42: 209—34. PMID 11807171. doi:10.1146/annurev.pharmtox.42.083001.144616. Архивирано из оригинала 11. 12. 2019. г. Приступљено 06. 02. 2011. 
  3. ^ Mumby MC, Walter G (1993). „Protein serine/threonine phosphatases: structure, regulation, and functions in cell growth”. Physiol. Rev. 73 (4): 673—99. PMID 8415923. 
  4. ^ Camps M, Nichols A, Arkinstall S (2000). „Dual specificity phosphatases: a gene family for control of MAP kinase function”. FASEB J. 14 (1): 6—16. PMID 10627275. 
  5. ^ Bäumer N, Mäurer A, Krieglstein J, Klumpp S (2007). „Expression of protein histidine phosphatase in Escherichia Coli, purification, and determination of enzyme activity”. Methods Mol. Biol. 365: 247—60. PMID 17200567. doi:10.1385/1-59745-267-X:247. 
  6. ^ Maehama T, Okahara F, Kanaho Y (2004). „The tumour suppressor PTEN: involvement of a tumour suppressor candidate protein in PTEN turnover”. Biochem. Soc. Trans. 32 (Pt 2): 343—7. PMID 15046605. doi:10.1042/BST0320343. 

Spoljašnje veze

  • Phosphatases на US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
  • p
  • r
  • u
3.1.1: Hidrolaze karboksilnih estara
Holinesteraza (Acetilholinesteraza, Butirilholinesteraza) · Pektinesteraza · 6-fosfoglukonolaktonaza · PAF acetilhidrolaza

Lipaza (Zavisna od žučnih soli, Gastrična/Lingvalna, Pankreasna, Lizozomalna, Hormon-sensitivna, Endotelna, Hepatička, Lipoproteinska, Monoacilglicerolna, Diacilglicerolna)

Fosfolipaza (A1, A2, B)
3.1.2: Tioesteraza
Tioesteraza palmitoil proteina · Ubikvitin karboksilni-terminal hidrolaza L1
3.1.3: Fosfataza
Alkalna fosfataza (ALPI, ALPL, ALPP) · Kiselinska fosfataza (Prostatična)/Tartrat-otporna kiselinska fosfataza/Fosfataze purpurne kiseline · Nukleotidaza · Glukoza 6-fosfataza · Fruktoza 1,6-bisfosfataza ·

Kalcineurin · Fosfoproteinska fosfataza (PP2A) · OCRL · Piruvat dehidrogenazna fosfataza · Fruktoza 6-P,2-kinaza:fruktoza 2,6-bisfosfataza · PTEN · Fitaza · Іnozitol-fosfat fosfataza (IMPA1)

Fosfoproteinska fosfataza: Proteinska tirozinska fosfataza · Proteinska serin/treoninska fosfataza · Fosfataza dualne-specifičnosti
3.1.4: Fosfodiesteraza
Autotaksin · Fosfolipaza (C, D) · Sfingomijelin fosfodiesteraza (1) · PDE1 · PDE2 · PDE3 · PDE4A/PDE4B · PDE5 · Lecitinaza (Clostridium perfringens alfa toksin) · Fosfodiesteraza cikličnih nukleotida
3.1.6: Sulfataza
arilsulfataza (Arilsulfataza A, Arilsulfataza B, Arilsulfataza E, Steroidna sulfataza) · Galaktozamine-6 sulfataza · Iduronat-2-sulfataza · N-acetilglukosamin-6-sulfataza
Nukleaza (obuhvata
deoksiribonukleazu i
ribonukleazu)
3.1.11-16: Eksonukleaza
Eksodeoksiribonukleaza
Eksoribonukleaza
3.1.21-31: Endonukleaza
Endodeoksiribonukleaza
Deoksiribonukleaza I · Deoksiribonukleaza II · Deoksiribonukleaza IV · Restrikcioni enzim · UvrABC endonukleaza
Endoribonukleaza
RNaza III · RNaza H (1, 2A, 2B, 2C) · RNaza P · RNaza A (1, 2, 3, 4/5) · RNaza T1 · RNK-indukovani utišavajući kompleks
bilo dezoksi- ili ribo-
Aspergillus nukleaza S1 · Nukleaza mikrokoka
B enzm: 1.1/2/3/4/5/6/7/8/10/11/13/14/15-18, 2.1/2/3/4/5/6/7/8, 2.7.10, 2.7.11-12, 3.1/2/3/4/5/6/7, 3.1.3.48, 3.4.21/22/23/24, 4.1/2/3/4/5/6, 5.1/2/3/4/99, 6.1-3/4/5-6
  • п
  • р
  • у
Teme
Tipovi
  • B enzm: 1.1/2/3/4/5/6/7/8/10/11/13/14/15-18, 2.1/2/3/4/5/6/7/8, 2.7.10, 2.7.11-12, 3.1/2/3/4/5/6/7, 3.1.3.48, 3.4.21/22/23/24, 4.1/2/3/4/5/6, 5.1/2/3/4/99, 6.1-3/4/5-6
Portali:
  •  Molekularna i ćelijska biologija
  •  Hemija
Нормативна контрола Уреди на Википодацима
  • Енциклопедија Британика