¿Qué es la fosforilación de proteínas?

La fosforilación de proteínas es la unión de un grupo fosfato (PO ₄ ) a una proteína. El nuevo grupo de fósforo altera el papel de la proteína: puede activar, desactivar o causar un cambio en la función. La fosforilación de proteínas es bastante común en células de organismos procariotas y eucariotas. Proporciona una forma para que la célula regule las funciones biológicas sin tener que cambiar la cantidad real de proteínas disponibles para realizarlas.

Una molécula llamada proteína quinasa, a veces llamada fosfotransferasa, es responsable de inducir la fosforilación de proteínas. Hay muchas proteínas quinasas diferentes, todas con proteínas diana diferentes. A menudo, la actividad de una proteína quinasa depende en sí misma de la fosforilación. Este proceso depende de otra quinasa. Algunas veces una célula usa una serie de reacciones, llamada cascada de fosforilación, para producir un resultado. El ímpetu para este tipo de evento suele ser una señal desde fuera de la célula. Por lo general, la energía y el grupo fosfato para estas operaciones proviene del trifosfato de adenosina, una característica ubicua del paisaje celular.

Una vez que el nuevo grupo fosfato se agrega mediante la fosforilación de proteínas, cambia la estructura de su proteína huésped. La forma de una proteína completa, llamada estructura terciaria, depende de una variedad de factores, incluida la carga eléctrica. La carga negativa del grupo fosfato cambia la estructura terciaria lo suficiente como para alterar la función de toda la proteína. Algunas proteínas pueden fosforilarse en múltiples ubicaciones, con diferentes efectos como resultado de cada una. La fosforilación solo ocurre en aminoácidos específicos: serina, treonina y tirosina.

La fosforilación de proteínas es un elemento crucial de la homeostasis biológica. La mayoría de los procesos celulares son estocásticos: se basan en un conjunto de interacciones parcialmente aleatorias que solo pueden manejarse estadísticamente. Debido a que la mayoría de las funciones las llevan a cabo las proteínas, la forma habitual de la célula de realizar alguna operación consiste en producir más o menos enzimas que la realicen. Este sistema es relativamente lento; también es más difícil de deshacer, ya que la mayoría de las proteínas solo dejarán de funcionar cuando se destruyan.

Los efectos de la fosforilación de proteínas se pueden deshacer con una enzima llamada fosfatasa. Este proceso se llama desfosforilación. La desfosforilación funciona casi exactamente como la fosforilación. Cada proceso requiere que el otro sea útil. Es la posibilidad de fosforilar rápidamente y luego desfosforilar lo que hace de esta vía un medio de control más fino que el proceso de generar nuevas proteínas a partir de ADN y ARN. La suma de los dos procesos, incluidas las señales involucradas en completarlos, se llama fosfororulación.