फॉस्फोराइलेशन प्रोटीन गतिविधि को कैसे प्रभावित करता है?

प्रोटीन सेलुलर वर्कहॉर्स हैं। एंजाइम के रूप में, वे जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। प्रोटीन रिसेप्टर्स के रूप में भी कार्य करते हैं जो अन्य पदार्थों से जुड़ते हैं और सेल गतिविधि को नियंत्रित करते हैं। एक हार्मोन के हिस्से के रूप में, प्रोटीन स्राव जैसे प्रमुख सेलुलर गतिविधियों को शुरू या दबा सकता है। एक सेल प्रोटीन गतिविधि को चालू या बंद करने के लिए एक स्विच के रूप में फॉस्फोराइलेशन का उपयोग करता है।

प्रोटीन एक अमीनो एसिड बैकबोन वाले अणु होते हैं और, आमतौर पर, एक या अधिक साइड ग्रुप होते हैं। एक प्रोटीन के परमाणुओं पर विद्युत बल इसे एक त्रि-आयामी आकार, या रचना देते हैं, जिसमें जटिल तह और छल्ले शामिल हो सकते हैं। फॉस्फोराइलेशन एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जो एक फॉस्फेट समूह को एक फॉस्फोरस परमाणु और चार ऑक्सीजन परमाणुओं से मिलकर एक कार्बनिक अणु जैसे प्रोटीन में जोड़ता है। फॉस्फेट में एक नकारात्मक विद्युत आवेश होता है। फॉस्फोराइलेशन एक प्रोटीन की संरचना को बदल देता है। प्रक्रिया आमतौर पर प्रतिवर्ती है; एक प्रोटीन को फॉस्फोरिलेटेड या डीफॉस्फोरिलेटेड किया जा सकता है, जो कंप्यूटर बिट को शून्य और एक के बीच फ़्लिप करने के समान है।

केवल कुछ अमीनो एसिड फॉस्फेट समूह को स्वीकार कर सकते हैं। फॉस्फेट समूह पर मजबूत नकारात्मक चार्ज प्रोटीन के आकार के तरीके को बदल देता है और यह पानी के साथ कैसे संपर्क करता है। एक प्रोटीन जो सामान्य रूप से पानी के साथ बातचीत नहीं करता है, फॉस्फोराइलेटेड होने पर हाइड्रोफिलिक, पानी के अनुकूल हो जाएगा। इस परिवर्तन के परिणामस्वरूप प्रोटीन के भौतिक और जैव रासायनिक गुणों में संशोधन होता है। एक काइनेज एक प्रकार का एंजाइम है जो फॉस्फेट को एक उच्च ऊर्जा अणु से दूसरे पदार्थ, जैसे प्रोटीन में स्थानांतरित करता है। वैज्ञानिकों ने सैकड़ों किनेसेस की पहचान की है जो फॉस्फेट को विशिष्ट प्रोटीन में स्थानांतरित करते हैं।

एक या एक से अधिक फॉस्फेट समूहों को जोड़ने के कारण एंजाइम में परिवर्तनकारी परिवर्तन एंजाइम को सक्रिय या बाधित कर सकता है। उदाहरण के लिए, एंजाइम ग्लाइकोजन सिंथेटेस का फॉस्फोराइलेशन एंजाइम के आकार को बदल देता है और इसकी गतिविधि को कम कर देता है। एंजाइम छोटी चीनी, ग्लूकोज के रूपांतरण को लंबी श्रृंखला वाले स्टार्च ग्लाइकोजन में उत्प्रेरित करता है। फॉस्फोराइलेटिंग एजेंट ग्लाइकोजन सिंथेटेज़ किनसे 3, या जीएसके -3 है, जो अमीनो एसिड सेरीन और थ्रेओनीन में फॉस्फेट समूह जोड़ सकता है। इस उदाहरण में, GSK-3 ग्लाइकोजन सिंथेटेस के अंतिम तीन सेरीन अमीनो एसिड में फॉस्फेट समूहों को जोड़ता है, जिससे एंजाइम के लिए ग्लूकोज के साथ बातचीत करना मुश्किल हो जाता है।

रिसेप्टर्स एक कोशिका के अंदर प्रोटीन होते हैं जो कोशिका के बाहर से संकेतों का जवाब देते हैं। फॉस्फोराइलेशन रिसेप्टर्स को बाधित या सक्रिय कर सकता है। उदाहरण के लिए, एस्ट्रोजन रिसेप्टर अल्फा, या ईआरए, एक प्रोटीन है जो तब सक्रिय होता है जब हार्मोन एस्ट्रोजन कोशिका में प्रवेश करता है। ईआरए एक प्रतिलेखन कारक है - सक्रिय ईआरए गुणसूत्रों में डीएनए, या डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड से जुड़ सकता है और प्रभावित कर सकता है कि विशिष्ट जीन प्रोटीन के रूप में व्यक्त किए जाएंगे या नहीं। हालांकि, ईआरए केवल डीएनए से बंध सकता है यदि यह पहले फॉस्फोराइलेटेड हो। एक बार जब ईआरए सक्रिय हो गया और फॉस्फोराइलेटेड हो गया, तो यह डीएनए ट्रांसक्रिप्शन को बढ़ा सकता है, इस प्रकार कुछ प्रोटीन के उत्पादन को उत्तेजित करता है।