ความแตกต่างที่สำคัญ – ไคเนสกับฟอสโฟริเลส
ทั้ง Kinase และ Phosphorylase เป็นเอ็นไซม์ที่จัดการกับฟอสเฟต แม้ว่าจะมีความแตกต่างในการทำงานและลักษณะตามธรรมชาติ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพวกเขาคือ ไคเนสเป็นเอนไซม์ที่กระตุ้นการถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตจากโมเลกุล ATP ไปยังโมเลกุลที่ระบุ ในขณะที่ฟอสโฟรีเลสเป็นเอนไซม์ที่แนะนำกลุ่มฟอสเฟตให้เป็นโมเลกุลอินทรีย์ โดยเฉพาะกลูโคส บทความนี้จะแนะนำคุณเกี่ยวกับเอนไซม์ไคเนสและฟอสโฟรีเลสที่จัดการกับฟอสเฟตและอธิบายว่าไคเนสและฟอสโฟรีเลสแตกต่างกันอย่างไร
ฟอสฟอรีเลสคืออะไร
ฟอสฟอรีเลสถูกค้นพบโดย Earl W. Sutherland Jr. ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1930 เอ็นไซม์เหล่านี้กระตุ้นการเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตจากฟอสเฟตอนินทรีย์หรือฟอสเฟต+ไฮโดรเจนไปยังตัวรับโมเลกุลอินทรีย์ ตัวอย่างเช่น ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสสามารถกระตุ้นการสังเคราะห์กลูโคส-1-ฟอสเฟตจากกลูแคนรวมถึงไกลโคเจน แป้งหรือโมเลกุลมอลโทเดกซ์ทริน ปฏิกิริยานี้เรียกว่าฟอสโฟโรไลซิสซึ่งคล้ายกับไฮโดรไลซิส อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือมันคือฟอสเฟต ไม่ใช่โมเลกุลของน้ำที่วางอยู่บนพันธะ
โครงสร้างของพอลินิวคลีโอไทด์ฟอสโฟรีเลส
Kinase คืออะไร
เอนไซม์ไคเนสสามารถกระตุ้นการถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตจากโมเลกุลที่ให้พลังงานสูงและให้ฟอสเฟตไปยังสารตั้งต้นเฉพาะกระบวนการนี้ถูกระบุว่าเป็นฟอสโฟรีเลชันเมื่อสารตั้งต้นได้รับกลุ่มฟอสเฟตและโมเลกุลพลังงานสูงของ ATP บริจาคกลุ่มฟอสเฟต ในกระบวนการฟอสโฟรีเลชันนี้ ไคเนสมีบทบาทสำคัญ และเป็นส่วนหนึ่งของตระกูลฟอสโฟทรานสเฟอเรสที่ใหญ่กว่า ดังนั้น ไคเนสจึงมีความสำคัญมากในการเผาผลาญของเซลล์ การควบคุมโปรตีน การขนส่งเซลล์ และวิถีของเซลล์ต่างๆ
ไดไฮดรอกซีอะซิโตนไคเนสในรูปแบบเชิงซ้อนที่มีแอนะล็อก ATP ที่ไม่สามารถไฮโดรไลซ์ได้
ไคเนสกับฟอสฟอรีเลสต่างกันอย่างไร
นิยามของไคเนสและฟอสโฟริเลส
Kinase: ไคเนสเป็นเอนไซม์ที่กระตุ้นการถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตจากโมเลกุลที่ให้พลังงานสูงและให้ฟอสเฟตไปยังสารตั้งต้นเฉพาะ
ฟอสฟอรีเลส: ฟอสฟอรีเลสเป็นเอนไซม์ที่กระตุ้นการเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตจากฟอสเฟตอนินทรีย์หรือฟอสเฟต+ไฮโดรเจนไปยังตัวรับโมเลกุลอินทรีย์
ลักษณะของไคเนสและฟอสฟอรีเลส
กลไกการออกฤทธิ์
Kinase: เร่งการส่งสัญญาณของกลุ่มขั้วฟอสเฟตของ ATP ไปยังกลุ่ม -OH บนสารตั้งต้น ด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดพันธะฟอสเฟตเอสเทอร์ในผลิตภัณฑ์ ปฏิกิริยานี้เรียกว่าฟอสโฟรีเลชั่น และปฏิกิริยาโดยรวมเขียนว่า,
ฟอสฟอรีเลส: กระตุ้นการนำกลุ่มฟอสเฟตเข้าสู่โมเลกุลอินทรีย์ ปฏิกิริยานี้เรียกว่า phosphorylysis และปฏิกิริยาโดยรวมเขียนว่า,
ผู้บริจาคฟอสเฟตในปฏิกิริยาของเอนไซม์ไคเนสและฟอสโฟรีเลส
Kinase: กลุ่มฟอสเฟตจากโมเลกุล ATP
ฟอสฟอรีเลส: กลุ่มฟอสเฟตจากอนินทรีย์ฟอสเฟต
สารตั้งต้นของเอนไซม์ไคเนสและฟอสโฟรีเลส
Kinase: โมเลกุลอินทรีย์จำเพาะ เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน หรือไขมัน
ฟอสฟอรีเลส: โมเลกุลอินทรีย์ส่วนใหญ่เป็นกลูโคส
ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของเอนไซม์ไคเนสและฟอสโฟรีเลส
Kinase: ADP (โมเลกุลพลังงาน) + สารตั้งต้นที่มีฟอสโฟรีเลต
ฟอสฟอรัส: ถ้าสารตั้งต้นเป็นกลูโคส ก็จะสามารถผลิตกลูโคส-1-ฟอสเฟตได้
โครงสร้างของเอนไซม์ไคเนสและฟอสโฟรีเลส
Kinase: Kinase เป็นโปรตีนโครงสร้างระดับอุดมศึกษาที่ซับซ้อนมาก
ฟอสฟอรีเลส: รูปแบบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพของฟอสโฟริเลสเป็นไดเมอร์ของหน่วยย่อยโปรตีนสองหน่วยที่เท่ากันตัวอย่างเช่น ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสเป็นโปรตีนขนาดใหญ่ ประกอบด้วยกรดอะมิโน 842 ตัวและมีมวล 97.434 kDa ไกลโคเจน ฟอสโฟรีเลส ไดเมอร์มีส่วนสำคัญทางชีวภาพหลายส่วน รวมถึงตำแหน่งตัวเร่งปฏิกิริยา ตำแหน่งจับไกลโคเจน และตำแหน่งอัลโลสเตอริก
ระเบียบของเอนไซม์ไคเนสและฟอสโฟรีเลส
Kinase: กิจกรรมของ Kinases ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด และมีผลอย่างมากต่อเซลล์ ไคเนสเปิดใช้งานหรือปิดโดย phosphorylation โดยการจับตัวกระตุ้นโปรตีนหรือตัวยับยั้งโปรตีน หรือโดยการควบคุมตำแหน่งในเซลล์ที่สัมพันธ์กับซับสเตรต
ฟอสฟอรีเลส: Glycogen phosphorylase ถูกควบคุมโดยทั้งการควบคุมแบบ allosteric และโดย phosphorylation ฮอร์โมนเช่นอะดรีนาลีนและอินซูลินยังควบคุมไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส
การจำแนกเอนไซม์ไคเนสและฟอสโฟรีเลส
Kinase: ไคเนสถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มที่ครอบคลุมตามสารตั้งต้นที่พวกมันทำหน้าที่ เช่น โปรตีนไคเนส ไลปิดไคเนส และคาร์โบไฮเดรตไคเนส
ฟอสฟอรีเลส: ฟอสโฟริเลสแบ่งออกเป็นสองประเภท; Glycosyltransferases และ Nucleotidyltransferases ตัวอย่างสำหรับไกลโคซิลทรานสเฟอเรสคือ
- ไกลโคเจนฟอสโฟรีเลส
- แป้งฟอสโฟรีเลส
- มอลโตเด็กซ์ตริน ฟอสโฟริเลส
- พิวรีนนิวคลีโอไซด์ฟอสโฟริเลส
ตัวอย่างสำหรับ Nucleotidyltransferases คือ
โพลีนิวคลีโอไทด์ฟอสฟอรีเลส
พยาธิวิทยาของเอนไซม์ไคเนสและฟอสโฟรีเลส
Kinase: กิจกรรมของไคเนสที่ควบคุมไม่ได้สามารถทำให้เกิดมะเร็งและโรคในมนุษย์ รวมถึงมะเร็งเม็ดเลือดขาวบางชนิดและอื่น ๆ อีกมากมาย เนื่องจากไคเนสควบคุมหลายระยะที่ควบคุมวัฏจักรของเซลล์ รวมถึงการเจริญเติบโต การเคลื่อนไหว และความตาย
ฟอสฟอรีเลส: เงื่อนไขกลางบางอย่างเช่นโรคจากการจัดเก็บไกลโคเจนประเภท V – ไกลโคเจนในกล้ามเนื้อและโรคการจัดเก็บไกลโคเจนประเภท VI – ไกลโคเจนในตับ ฯลฯ เกี่ยวข้องกับฟอสโฟรีเลส