Фосфопротеины –
это белки, у которых остаток фосфорной кислоты соединен эфирной связью с гидроксильной группой серина, треонина и гораздо реже - тирозина. Присоединение фосфата, или фосфорилирование, катализируется ферментом, который называется протеинкиназа (ПК):
п
ротеин
+ АТФ фосфопротеин + АДФ
Отщепление фосфата от фосфопротеина, или дефосфорилирование, катализируется протеинфосфатазой
ф
осфопротеин
+ Н2О
протеин + Н3РО4
Активность протеинкиназ и протеинфосфатаз регулируется гормонами, например, ПК активируется глюкагоном, а протеинфосфатазы – инсулином Фосфорилирование придает молекуле больший отрицательный заряд, меняет физико-химические свойства и функции белков. Например, фосфорилирование гистонов ослабляет их связь с ДНК, и скорость транскрипции увеличивается. Фосфорилирование белков в мембранах почек в ответ на действие антидиуретического гормона ведет к повышению проницаемости их для воды, увеличению реабсорбции и, следовательно, уменьшению диуреза. Рибосомальный белок 6S может фосфорилироваться по гидроксильным остаткам аминокислот, находящихся в разных участках молекулы. Если процесс фосфорилирования запускается инсулином, то наблюдается ускорение трансляции, т.е. синтеза белка, если глюкагона, - наоборот, снижается. Особое внимание следует обратить на изменение активности ферментов при фосфорилировании. Так, присоединение фосфатной группы к таким ферментам, как гликогенфосфорилаза и тканевая липаза, значительно повышает их активность, и в организме начинают преобладать процессы распада гликогена и триацилглицеринов. В то же время фосфорилирование таких ферментов, как гликогенсинтаза и ацетил-КоА-карбоксилаза, сопровождается снижением их активности, и происходит торможение синтеза гликогена и жирных кислот. Такие сдвиги метаболизма наблюдаются при действии, например, глюкагона, который активирует протеинкиназу. А другой гормон поджелудочной железы инсулин активирует протеинфосфатазу и, следовательно, переводит все названные ферменты в нефосфорилированную форму. При этом снижается активность гликогенфосфорилазы и тканевой липазы, а повышается активность гликогенсинтазы и ацетил-КоА-карбоксилазы. В результате синтез гликогена и липидов преобладает над их распадом. Т.о., процессы фосфорилирования и дефосфорилирования один из основных путей гормональной регуляции клеточной активности.