Ключова разлика – киназа срещу фосфорилаза
Както киназата, така и фосфорилазата са ензими, които се справят с фосфатите, въпреки че има разлика в тяхната функция и природа. Ключовата разлика между тях е, че киназата е ензим, който катализира прехвърлянето на фосфатна група от ATP молекула към определена молекула, докато фосфорилазата е ензим, който въвежда фосфатна група в органична молекула, особено глюкоза. Тази статия ще ви запознае с ензимите киназа и фосфорилаза, които работят с фосфати и ще ви обясни какви са разликите между киназа и фосфорилаза.
Какво е фосфорилаза?
Фосфорилазите са открити от Earl W. Sutherland Jr. в края на 30-те години на миналия век. Тези ензими катализират добавянето на фосфатна група от неорганичен фосфат или фосфат+водород към акцептор на органична молекула. Като пример, гликоген фосфорилазата може да катализира синтеза на глюкозо-1-фосфат от глюкан, включително молекула на гликоген, нишесте или малтодекстрин. Реакцията е известна като фосфоролиза, която също е подобна на хидролиза. Въпреки това, единствената разлика е, че това е фосфат, а не водна молекула, която е поставена върху връзката.
Структура на полинуклеотидната фосфорилаза
Какво е киназа?
Ензимът киназа може да катализира трансфера на фосфатни групи от високоенергийни молекули, даряващи фосфати, към определени субстрати. Този процес се идентифицира като фосфорилиране, когато субстратът получава фосфатна група и високоенергийната молекула на АТФ дарява фосфатна група. В този процес на фосфорилиране киназите играят важна роля и са част от по-голямото семейство фосфотрансферази. По този начин киназите са много важни за клетъчния метаболизъм, регулирането на протеините, клетъчния транспорт и множеството клетъчни пътища.
Дихидроксиацетон киназа в комплекс с нехидролизуем ATP аналог
Какви са разликите между киназата и фосфорилазата?
Определение на киназа и фосфорилаза
Киназа: Киназата е ензим, който катализира преноса на фосфатни групи от високоенергийни, даряващи фосфат молекули към определени субстрати.
Фосфорилаза: Фосфорилазата е ензим, който катализира добавянето на фосфатна група от неорганичен фосфат или фосфат+хидроген към акцептор на органична молекула.
Характеристики на киназата и фосфорилазата
Механизъм на действие
Киназа: Катализира предаването на крайна фосфатна група на ATP към -OH група на субстрат. По този начин се получава фосфатна естерна връзка в продукта. Реакцията е известна като фосфорилиране и цялостната реакция се записва като
Фосфорилаза: Катализира въвеждането на фосфатна група в органична молекула. Реакцията е известна като фосфорилиза и цялостната реакция се записва като
Фосфатен донор в реакцията на ензимите киназа и фосфорилаза
Киназа: Фосфатна група от ATP молекула
Фосфорилаза: Фосфатна група от неорганичен фосфат
Субстрат на ензимите киназа и фосфорилаза
Киназа: Специфични органични молекули като въглехидрати, протеини или липиди
Фосфорилаза: Органична молекула главно глюкоза
Крайни продукти на ензимите киназа и фосфорилаза
Киназа: ADP (енергийна молекула) + фосфорилиран субстрат
Фосфорилаза: Ако субстратът е глюкоза, той може да произведе глюкозо-1-фосфат
Структура на ензимите киназа и фосфорилаза
Киназа: Киназата е протеин с много сложна третична структура.
Фосфорилаза: Биологично активната форма на фосфорилазата е димер от две равни протеинови субединици. Например гликоген фосфорилазата е огромен протеин, съдържащ 842 аминокиселини и маса 97,434 kDa. Димерът на гликоген фосфорилазата има няколко секции с биологично значение, включително каталитични места, места за свързване на гликоген, както и алостерични места.
Регулиране на ензима киназа и фосфорилаза
Киназа: Активността на киназите е силно регулирана и те имат интензивни ефекти върху клетката. Киназите се активират или изключват чрез фосфорилиране, чрез свързване на протеинов активатор или протеинов инхибитор или чрез управление на местоположението им в клетката по отношение на техните субстрати.
Фосфорилаза: Гликоген фосфорилазата се регулира както от алостеричен контрол, така и от фосфорилиране. Хормони като епинефрин и инсулин също могат да регулират гликоген фосфорилазата.
Класификация на ензимите киназа и фосфорилаза
Киназа: Киназите се категоризират в изчерпателни групи според субстрата, върху който действат, като протеин кинази, липидни кинази и въглехидратни кинази.
Фосфорилаза: Фосфорилазите, категоризирани в две; Гликозилтрансферази и нуклеотидилтрансферази. Примери за гликозилтрансферази са,
- гликоген фосфорилаза
- нишестена фосфорилаза
- малтодекстрин фосфорилаза
- Пурин нуклеозид фосфорилаза
Пример за нуклеотидилтрансферази е,
Полинуклеотидна фосфорилаза
Патология на ензимите киназа и фосфорилаза
Киназа: Деконтролираната активност на киназата може да причини рак и заболяване при хората, включително някои видове левкемия и много други, тъй като киназите регулират много фази, които контролират клетъчния цикъл, включително растеж, движение и смърт.
Фосфорилаза: Някои медицински състояния като болест на натрупване на гликоген тип V – мускулен гликоген и болест на натрупване на гликоген тип VI – гликоген в черния дроб и т.н. са свързани с фосфорилази.
