Η βασική διαφορά μεταξύ φωσφορυλίωσης και αποφωσφορυλίωσης είναι ότι η φωσφορυλίωση είναι η προσθήκη μιας φωσφορικής ομάδας σε ένα μόριο από την κινάση πρωτεΐνης. Εν τω μεταξύ, η αποφωσφορυλίωση είναι η απομάκρυνση μιας φωσφορικής ομάδας από ένα μόριο με υδρολάση, ειδικά από μια φωσφατάση.
Η φωσφορυλίωση και η αποφωσφορυλίωση είναι δύο κρίσιμες διαδικασίες στις φυσιολογικές διεργασίες των ζωντανών οργανισμών. Η φωσφορυλίωση και η αποφωσφορυλίωση της πρωτεΐνης είναι πολύ σημαντικές για την κυτταρική σηματοδότηση, τη διαίρεση των κυττάρων, τη μετάφραση πρωτεϊνών, το μεταβολισμό και την επιβίωση. Σε ένα κύτταρο, γενικά, περισσότερο από το 30% των πρωτεϊνών υφίσταται φωσφορυλίωση. Το πιο σημαντικό, η φωσφορυλίωση και η αποφωσφορυλίωση λαμβάνουν χώρα σε όλους τους τύπους πρωτεϊνικών υποστρωμάτων όπως δομικές πρωτεΐνες, ένζυμα, κανάλια μεμβράνης, μόρια σηματοδότησης κ.λπ. Η ρύθμιση των αντιδράσεων φωσφορυλίωσης και αποφωσφορυλίωσης ονομάζεται συλλογικά φωσφορορύθμιση.
Τι είναι η Φωσφορυλίωση;
Φωσφορυλίωση είναι η προσθήκη ή μεταφορά μιας φωσφορικής ομάδας σε ένα μόριο από ένα ένζυμο που ονομάζεται κινάση πρωτεΐνης. Είναι ένας τύπος μεταμεταφραστικής τροποποίησης. Γενικά, μια ομάδα φωσφορικών προέρχεται από το ATP ή από το ADP. Αυτή η διαδικασία παρατηρείται συνήθως σε πολλές φυσιολογικές διεργασίες που συμβαίνουν σε ζωντανούς οργανισμούς, ιδιαίτερα στη ρύθμιση της πρωτεϊνικής λειτουργίας, εντοπισμού, διαμόρφωσης, αλληλεπίδρασης και κάθαρσης. Επιπλέον, η φωσφορυλίωση είναι κρίσιμη στην εξωκυτταρική σηματοδότηση. Οι νευροδιαβιβαστές, οι ορμόνες, οι κυτοκίνες κ.λπ. παράγουν τα αποτελέσματά τους ρυθμίζοντας τη φωσφορυλίωση στα κύτταρα-στόχους τους.
Εικόνα 01: Φωσφορυλίωση
Υπάρχουν περισσότερες από 200000 θέσεις φωσφορυλίωσης στο ανθρώπινο γονιδίωμα. Περισσότερες από 500 διαφορετικές κινάσες εμπλέκονται στους μηχανισμούς φωσφορυλίωσης.
Τι είναι η αποφωσφορυλίωση;
Η αποφωσφορυλίωση είναι το αντίστοιχο της φωσφορυλίωσης. Η αποφωσφορυλίωση αναφέρεται στην απομάκρυνση μιας φωσφορικής ομάδας από ένα μόριο, ειδικά από μια οργανική ένωση. Συμβαίνει μέσω υδρόλυσης. Η υδρολάση, ιδιαίτερα η φωσφατάση, είναι το ένζυμο που καταλύει την αποφωσφορυλίωση. Παρόμοια με τη φωσφορυλίωση, η αποφωσφορυλίωση είναι σημαντική σε πολλές κυτταρικές διεργασίες. Κατά τη διάρκεια της φωσφορυλίωσης, το ATP μετατρέπεται σε ADP απελευθερώνοντας μία φωσφορική ομάδα και ενέργεια. Η απομάκρυνση μιας φωσφορικής ομάδας λαμβάνει χώρα μέσω αντίδρασης ενυδάτωσης με προσθήκη ενός μορίου νερού και αναγέννησης μιας ομάδας υδροξυλίου.
Εικόνα 02: Αποφωσφορυλίωση
Οι πρωτεΐνες συχνά υποβάλλονται σε αποφωσφορυλίωση. Η αποφωσφορυλίωση πρωτεϊνών είναι μια βασική διαδικασία στη σηματοδότηση των κυττάρων. Επιπλέον, η αποφωσφορυλίωση παίζει μεγάλο ρόλο στην κλωνοποίηση χρησιμοποιώντας περιοριστικά ένζυμα. Οι αποφωσφορυλιωτικές φωσφατάσες αποτρέπουν την επανασύνδεση.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της φωσφορυλίωσης και της αποφωσφορυλίωσης;
- Η αποφωσφορυλίωση είναι το αντίστοιχο της φωσφορυλίωσης.
- Και στις δύο διαδικασίες εμπλέκονται ομάδες φωσφορικών αλάτων.
- Επίσης, είναι αντιδράσεις που καταλύουν ένζυμα.
- Και, και οι δύο αντιδράσεις είναι αναστρέψιμες.
- Εξάλλου, και οι δύο διαδικασίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση μιας πρωτεΐνης.
- Είναι σημαντικές μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της φωσφορυλίωσης και της αποφωσφορυλίωσης;
Φωσφορυλίωση είναι η προσθήκη μιας φωσφορικής ομάδας σε ένα μόριο από την πρωτεϊνική κινάση, ενώ η αποφωσφορυλίωση είναι η απομάκρυνση μιας φωσφορικής ομάδας από ένα μόριο από μια φωσφατάση. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ φωσφορυλίωσης και αποφωσφορυλίωσης. Επιπλέον, η φωσφορυλίωση καταλύεται από τις πρωτεϊνικές κινάσες ενώ η αποφωσφορυλίωση καταλύεται από τις φωσφατάσες.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ φωσφορυλίωσης και αποφωσφορυλίωσης.
Σύνοψη – Φωσφορυλίωση vs Αποφωσφορυλίωση
Η φωσφορυλίωση και η αποφωσφορυλίωση είναι δύο διαδικασίες που είναι κρίσιμες για όλους τους τύπους φυσιολογικών διεργασιών. Στη φωσφορυλίωση λαμβάνει χώρα η μεταφορά μιας φωσφορικής ομάδας σε ένα μόριο. Η αντίθετη αντίδραση λαμβάνει χώρα στην αποφωσφορυλίωση. Μια φωσφορική ομάδα αφαιρείται από ένα μόριο σε αποφωσφορυλίωση. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ φωσφορυλίωσης και αποφωσφορυλίωσης. Ωστόσο, και οι δύο αντιδράσεις είναι αναστρέψιμες. Επιπλέον, τα ένζυμα είναι απαραίτητα για την κατάλυση και των δύο τύπων αντιδράσεων. Οι πρωτεϊνικές κινάσες καταλύουν τη φωσφορυλίωση, ενώ οι φωσφατάσες την αποφωσφορυλίωση.
