Mají proteiny fosfor a síru: 7 důležitých faktů

by

Všechny bílkoviny v lidském těle jsou složeny z aminokyselin, které tvoří hlavně uhlík, vodík, kyslík a dusík. Zde se naučíme, zda mají proteiny fosfor a síru: 7 důležitých faktů v tomto článku.

Většina proteinů může obsahovat fosfor a síru v závislosti na jejich aminokyselinové páteři. Síra je přítomna v postranním řetězci aminokyseliny cysteinu a methioninu a může být přidána posttranslačně k tyrosinu. Fosfátové ionty se přidávají jako posttranslační modifikace k aminokyselinám serin, tyrosin a threonin.

Aminokyseliny jsou páteří všech bílkovin. Každá aminokyselina se skládá z N-koncové aminoskupiny, C-koncové karboxylové skupiny a postranního řetězce reprezentovaného jako R (R-CH(NH2)-COOH). Každá z 20 aminokyselin má jiný postranní řetězec v závislosti na tom, které aminokyseliny jsou klasifikovány. Tyto aminokyseliny jsou spojeny peptidovými vazbami a tvoří primární strukturu všech proteinů.

img1
Primární struktura proteinu z Aminokyselin z Wikimedia

Mají všechny bílkoviny fosfor?

Ze všech aminokyselin přítomných v proteinech mohou fosforylovat tři aminokyseliny s polárními postranními řetězci. Jedná se o serin, threonin a tyrosin. Každý z nich má k postrannímu řetězci připojenou hydroxylovou skupinu (OH). Jedná se tedy o jediné aminokyseliny, které mohou projít fosforylací.

Proteiny, které mají aminokyseliny serin, threonin a tyrosin, mohou obsahovat fosfor pouze tehdy, pokud tyto aminokyseliny podléhají fosforylační reakci.

Fosforylace je běžný typ posttranslační modifikace nalezený v biologických proteinech. 30 % všech buněčných proteinů je modifikováno fosforylací a více než jednu třetinu z nich tvoří fosforylace serinu a 12 % fosforylace threoninu a 2 % fosforylace tyrosinu. Takže po a je syntetizován proteinv závislosti na jeho biologické funkci mohou tyto tři aminokyseliny v jeho struktuře podléhat fosforylaci.

Potřebují proteiny fosfor?

Fosfor se přidává procesem fosforylace, což je jedna z nejdůležitějších a nejběžnějších posttranslačních modifikací nalezených v proteinech. 

K přidání fosforu dochází přidáním fosforečnanového iontu. Tato fosforylace je důležitým regulačním mechanismem potřebným pro všechny buněčné funkce.

Proces fosforylace se provádí přes specifické enzymy zvané kinázy které připojují fosfátovou skupinu (PO4) nahrazením hydroxylové skupiny aminokyselin serinu, threoninu a tyrosinu. Fosfátová skupina se skládá z fosforu připojeného ke čtyřem molekulám kyslíku a je dodávána molekulou ATP spolu s energií. Postup je uveden zde. Také v některých případech mohou po fosforylaci specifické enzymy zvané fosfatázy odstranit fosfáty, aby aktivovaly protein.

mají proteiny fosfor
Mechanismus fosforylace proteinů z Wikimedia

Využívají proteiny fosfor?

Některé proteiny musí být fosforylovány, aby mohly vykonávat svou normální biologickou funkci.

Fosforylované proteiny se účastní důležitých metabolických procesů, jako je přenos signálu, buněčné dělení, buněčný transport.

  • Obecně platí, že fosforylace působí jako molekulární přepínač a fosforylace/defosforylace aktivuje/deaktivuje enzymy a proteinové faktory. Tyto enzymy, například kináza a fosfatázy, mají ve svých aktivních místech aminokyseliny serin, threonin, tyrosin, které mohou přidávat nebo uvolňovat fosfátové ionty, aby byly funkční.
  • Fosforylace může také usnadnit interakci protein-protein, která je důležitou součástí přenosu signálu.
  • Fosforylace je nutná pro reakce s dodávkou energie, protože vyžaduje ATP.

Toto je několik málo z použití fosforu v proteinech.

Mají aminokyseliny fosfor?

Jediným způsobem, jak lze přidat fosfor, je přidání fosfátového iontu nahrazením hydroxylové skupiny z postranních řetězců polárních nenabitých aminokyselin.

Ze všech 20 esenciálních aminokyselin žádná z nich neobsahuje ve svém postranním řetězci fosfor.

Pouze tři takové aminokyseliny obsahují OH-skupinu, to znamená serin, threonin, tyrosin, v případě eukaryot mohou podstoupit proces adice fosforu nahrazením hydroxylové skupiny. Říká se, že prokaryota jsou také schopna podstoupit fosforylaci histidinu. I v proteinu podléhají fosforylaci pouze specifické aminokyselinové zbytky.

Nachází se síra v bílkovinách?

Ze všech dvaceti aminokyselin se síra nachází v postranním řetězci pouze dvou z nich, methioninu a cysteinu.

Proteiny obsahující aminokyseliny methionin a cystein tedy obsahují síru. Kromě toho se síra přidává také jako posttranslační modifikace v proteinech.

 V případě sulfatace je pouze tyrosin aminokyselinou, jejíž OH- skupina v postranním řetězci je nahrazena přidáním sulfátové (SO4) části působením enzymu sulfosyltransferázy. Sulfatace je další důležitou posttranslační modifikací. Také dvě neesenciální aminokyseliny, homocystein a taurin, obsahují také síru, ale nejsou součástí bílkovin.

Nachází se síra ve všech bílkovinách?

Přítomnost methioninu, cysteinu a přidání sulfátového iontu ve zbytcích tyrosinu jsou jedinými způsoby, jak mohou proteiny obsahovat síru.

Proto, téměř všechny proteiny obsahují síru, protože methionin a cystein jsou velmi běžné aminokyseliny nalezené v proteinech.

Které bílkoviny obsahují síru?

Jakýkoli protein s cysteinem a methioninem ve svém složení bude obsahovat síru

Asi 3-6% ze všech bílkoviny obsahují síry a pouze 1 % bílkovin podléhá sulfataci tyrosinu.

Také proteiny, které pro svou funkci vyžadují konkrétní tyrosinovou sulfataci, podstoupí přidání síry jako posttranslační modifikaci.

Proč mají proteiny síru?

Proteiny obsahující síru jsou důležitým zdrojem výživy v našem těle. Sulfatace bílkovin také přispívá k důležitým buněčným a metabolickým procesům.

Proteiny obsahující cystein i methionin jsou důležitými složkami našich metabolických drah. Sulfatace tyrosinu je na druhé straně důležitým biochemickým procesem a pomáhá udržovat interakci protein-protein a přenos signálu.

Hlavní funkcí proteinů obsahujících síru je tedy udržování konstantní zásoby organické síry v těle a důležité buněčné procesy, jako je udržování homeostázy, rolování leukocytů, vizuální odezva a vazba ligandu na receptory.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Proteiny se skládají z aminokyselin, které nemají fosfor ve svém hlavním řetězci, takže fosfor se přidává posttranslačně přidáním fosforečnanového iontu. Síra je přítomna v postranním řetězci dvou aminokyselin Cystein a Methionin a jsou inkorporovány do proteinů a síranové ionty jsou přidány k tyrosinovým zbytkům. Oba tyto procesy jsou důležité pro normální biologickou funkci těla a udržení homeostázy.

Také čtení: