Kinaasi ja fosforülaasi erinevus

Peamine erinevus - kinaas vs fosforülaas
 

Nii kinaas kui ka fosforülaas on ensüümid, mis tegelevad fosfaadiga, ehkki nende funktsioonis ja olemuses on erinevus. Peamine erinevus nende vahel on see, Kinaas on ensüüm, mis katalüüsib fosfaatrühma ülekandmist ATP molekulist määratletud molekuli, samas kui fosforülaas on ensüüm, mis viib fosfaatrühma orgaanilises molekulis, eriti glükoosis. See artikkel tutvustab teile kinaasi ja fosforülaasi ensüüme, mis käsitlevad fosfaate, ja selgitab, millised on erinevused kinaasi ja fosforülaasi vahel.

Mis on fosforülaas?

Fosforülaasid avastas Earl W. Sutherland Jr 1930ndate lõpus. Need ensüümid katalüüsivad fosfaatrühma lisamist anorgaanilisest fosfaadist või fosfaadist + vesinikust orgaanilise molekuli aktseptoriks. Näitena võib glükogeenfosforülaas katalüüsida glükoos-1-fosfaadi sünteesi glükaanist, sealhulgas glükogeeni, tärklise või maltodekstriini molekulis. Reaktsiooni nimetatakse fosforolüüsiks, mis sarnaneb ka hüdrolüüsiga. Ainus erinevus on aga see, et sidemele on asetatud fosfaat, mitte veemolekul.

Polünukleotiidfosforülaasi struktuur

Mis on kinaas?

Kinaasensüüm võib katalüüsida fosfaatrühmade ülekandmist suure energiatarbega fosfaate annetavatest molekulidest konkreetsetele substraatidele. Seda protsessi peetakse fosforüülimiseks, kui substraat saab fosfaatrühma ja ATP suure energiatarbimisega molekul anneerib fosfaatrühma. Selles fosforüülimisprotsessis mängivad kinaasid olulist rolli ja see on osa suuremasse fosfotransferaaside perekonda. Seega on kinaasid väga olulised rakkude metabolismis, valkude reguleerimises, rakulises transpordis ja arvukates rakuradades.

Dihüdroksüatsetoonkinaas kompleksis mittehüdrolüüsitava ATP analoogiga

Millised on kinaasi ja fosforülaasi erinevused?

Mõiste Kinaas ja fosforülaas

Kinaas: Kinaas on ensüüm, mis katalüüsib fosfaatrühmade ülekandmist suure energiatarbega fosfaate annetavatest molekulidest konkreetsetesse substraatidesse.

Fosforülaas: Fosforülaas on ensüüm, mis katalüüsib fosfaatrühma lisamist anorgaanilisest fosfaadist või fosfaadist + vesinikust orgaanilise molekuli aktseptoriks.

Omadused Kinaas ja fosforülaas

Toimemehhanism

Kinaas: Katalüseerida ATP terminaalse fosfaatrühma ülekanne substraadil -OH rühma. See tekitab tootes fosfaatestri sideme. Reaktsiooni nimetatakse fosforüülimine, ja üldine reaktsioon on kirjutatud nii,

Fosforülaas: Katalüüsitakse fosfaatrühma sisestamine orgaanilisse molekuli. Reaktsiooni nimetatakse a fosforüülimine ja üldine reaktsioon on kirjutatud nii,

Fosfaadi doonor kinaasi ja fosforülaasi ensüümide reaktsioonis

Kinaas: Fosfaatrühm ATP molekulist

Fosforülaas: Fosfaatrühm anorgaanilisest fosfaadist

Kinaasi ja fosforülaasi ensüümide põhimik

Kinaas: Spetsiifilised orgaanilised molekulid nagu süsivesikud, valk või lipiid

Fosforülaas: Orgaaniline molekul peamiselt glükoos

Kinaasi ja fosforülaasi ensüümide lõpptooted

Kinaas: ADP (energiamolekul) + fosforüülitud substraat

Fosforülaas: Kui substraat on glükoos, võib see toota glükoos-1-fosfaati

Kinaasi ja fosforülaasi ensüümide struktuur

Kinaas: Kinaas on väga keeruline kolmanda astme struktuuriga valk.

Fosforülaas: Fosforülaasi bioloogiliselt aktiivne vorm on kahe võrdse valgu alaühiku dimeer. Näiteks on glükogeenfosforülaas tohutu valk, mis sisaldab 842 aminohapet ja massiga 97,434 kDa. Glükogeeni fosforülaasi dimeeril on mitu bioloogiliselt olulist lõiku, sealhulgas katalüütilised saidid, glükogeeni siduvad saidid ja ka allosteerilised saidid.

Kinaasi ja fosforülaasi ensüümi reguleerimine

Kinaas: Kinaaside aktiivsus on kõrgelt reguleeritud ja neil on rakule intensiivne mõju. Kinaasid aktiveeritakse sisse või välja fosforüülimise teel, valgu aktivaatori või valgu inhibiitori sidumisega või nende asukoha määramisega rakus substraatidega.

Fosforülaas: Glükogeeni fosforülaasi reguleerib nii allosteeriline kontroll kui ka fosforüülimine. Hormoonid nagu epinefriin ja insuliin võivad reguleerida ka glükogeeni fosforülaasi.

Kinaasi ja fosforülaasi ensüümide klassifikatsioon

Kinaas: Kinaasid jaotatakse terviklikesse rühmadesse substraadi alusel, millele nad mõjuvad, näiteks proteiinkinaasid, lipiidikinaasid ja süsivesikute kinaasid.

Fosforülaas: Fosforülaasid liigitatakse kaheks; Glükosüültransferaasid ja nukleotidüültransferaasid. Glükosüültransferaaside näited on,

• glükogeenfosforülaas
• tärklise fosforülaas
• maltodekstriini fosforülaas
• Puriini nukleosiidi fosforülaas

Nukleotidüültransferaaside näide on,

• Polünukleotiidfosforülaas

Kinaasi ja fosforülaasi ensüümide patoloogia

Kinaas: Kinaasi dekontrollimatu aktiivsus võib põhjustada inimestel vähki ja haigusi, sealhulgas teatud tüüpi leukeemiat ja paljusid teisi, kuna kinaasid reguleerivad paljusid rakutsüklit kontrollivaid faase, sealhulgas kasvu, liikumist ja surma.

Fosforülaas: Mõningaid mediaalseid seisundeid, näiteks V tüüpi glükogeeni säilitushaigust - lihase glükogeeni ja VI tüüpi glükogeeni säilitushaigust - maksa glükogeeni jne, seostatakse fosforülaasidega.

Viited Chang. S., Rosenberg, M. J., Morton, H., Francomano, C.A. ja Biesecker, L.G. (1998). Mutatsiooni tuvastamine maksa glükogeeni fosforülaasis VI tüüpi glükogeeni säilitushaiguse korral. Hum. Mol. Genet., 7(5): 865-70. Ciesla, J., Frączyk, T. ja Rode, W. (2011). Valkude aluseliste aminohapete jääkide fosforüülimine: oluline, kuid kergesti kasutatav. Acta Biochimica Polonica, 58(2): 137-147. Hunter, T. (1991). Proteiinkinaasi klassifikatsioon. Ensüümoloogia meetodid, 200: 3-37. Johnson, L. N. (2009). Valgu fosforüülimise reguleerimine. Biochem. Soc. Trans., 37(2): 627-641. Johnson, L. N. ja Barford, D. (1993). Fosforüülimise mõju valkude struktuurile ja talitlusele. Biofüüsika ja biomolekulaarse struktuuri iga-aastane ülevaade, 22(1): 199-232. Manning, G. ja Whyte, D. B. (2002). Inimese genoomi proteiinkinaasi komplement. Teadus, 298(5600): 1912–1934. Pilt viisakalt: Bdoc13 “Dihüdroksüatsetoonkinaasi aktiivne sait” - Oma töö. (CC BY-SA 3.0) Wikimedia Commonsi “Kristallstruktuur 1E3P” kaudu. (Avalik domeen) Wikimedia Commonsi kaudu