|
Fosfatasa
Una fosfatasa és una classe d'enzim que elimina un grup fosfat del seu substrat per hidròlisi de l'àcid fosfòric monoèster cap a l'ió fosfat i una molècula amb un grup hidroxil lliure, el procés és anomenat defosforilació, Aquest procés és l'oposat al de les proteïnes fosforilases i quinases, les quals uneixen grups fosfat als seus substrats utilitzant l'energia de l'ATP. Una tercera part de les proteïnes de les cèl·lules eucariotes estan controlades per la fosforilació, de forma específica, d'un residu de serina, treonina i/o de tirosina. El genoma dels mamífers codifica pels voltants d'unes 100 proteïnes tirosina quinases i proteïnes tirosina fosfatases. El nombre de serina/treonina quinases és d'unes 400 però només d'unes 25 serina/treonina proteïnes fosfatases. Els fenòmens de fosforilació i defosforilació regulen la majoria de punts claus dels processos cel·lulars. La pèrdua del control de la fosforilació pot tenir conseqüències fatals com un excés de proliferació cel·lular o la mort cel·lular. Un punt clau en el control per fosforilació és l'especificitat del procés en un moment concret i en un lloc concret. Existeixen diversos mecanismes que garanteixen aquesta especificitat, com les proteïnes reguladores que s'associen a les fosfatases per conferir-los-hi especificitat de substrat, localització subcel·lular o activació de l'activitat enzimàtica. La fosforilació d'una proteïna pot resultar en la regulació de la seva activitat, la seva localització cel·lular, la seva estabilitat cel·lular, o en conferir l'especificitat en la interacció amb altres proteïnes.[1] ClassificacióLes proteïnes poden ser fosforiladas en nou diferents residus d'aminoàcid. Aquests són la tirosina, treonina, cisteïna, arginina, lisina, àcid aspàrtic, àcid glutàmic i la histidina. Però són la tirosina, la treonina, i la serina els aminoàcids predominantment fosforilats en cèl·lules eucariotes, i implicades en la regulació cel·lular.[2] Les proteïnes fosfatases poden ser classificades depenent del tipus de substrat.
Proteïna Tirosina fosfatasa (PTP)Les proteïnes tirosina fosfatases (PTPs, EC 3.1.3.48) hidrolitzen grups fosfats de residus de tirosina de le proteïnes. La fosforilació de tirosines és una modificació post-traduccional que pot generar nous motius de reconeixement entre proteïnes en processos de senyalització cel·lular, relocalització sub-cel·lular, modificació de l'estabilitat en la vida mitjana de la proteïna, o regular l'activitat enzimàtica. Conjuntament amb les proteïnes tirosina quinases, les PTPs tenen un paper en la transducció de la senyalització cel·lular, i s'han involucrat en fenòmens com el creixement cel·lular, la diferenciació cel·lular, el cicle cel·lular, adhesio, migració cel·lular[3] i la transformació oncogènica. Totes les PTPs presenten el motiu (seqüència conservada) C(X)5R en el centre catalític. Donat el seu mecanisme de defosforilació les PTPs es classifiquen en quatre classes. Classe ILa classe I de PTPs compren 99 diferent fosfatases, definint així, la classe de PTPs més gran. Dins aquesta classe hi han 21 PTPs associades a receptors, 11 fosfatases de proteínes quinases activades per mitògens (Mitogen-activated-protein-kinases, MAPK), entre altres. Classe IIConté un sol membre, una PTP de baix pes molecular, (low-molecular-weight phosphotyrosine phosphatase, LMPTP) Classe IIIConté tres membres, Cdc25 A, B i C.[4] Classe iVLA classe IV conté quatre membres, Eya 1 - 4. Serina/treonina fosfatasesEliminen grups fosfats de residus de serina o de treonina de les proteïnes, pel control de la seva activitat enzimàtica, la seva localització cel·lular o la interacció amb altres proteïnes. La majoria de l'activitat serina i treonina fosfatasa ve catalitzada per dues famílies de fosfatases, les PPP (de l'angès PhosphoProtein Phosphatasa) i les PPM (de l'anglès Metallo-dependent Protein Phosphatase). Es coneixen diferents proteïnes serina/treonina fosfatases:
On les proteïnes PP1 i PP2A també es nombren conjuntament a la bibliografia científica com a CAPP (fosfatases activades per ceramida, Ceramide Activated Protein Phosphatases), tot i que recentment s'ha vist que les prote:ines fosfatases PP4 i PP6 també són activades per ceramida. En cèl·lules de mamífer PP1 i PP2A representen el 90% de l'activitat fosfatasa de le cèl·lula. Per similitud de seqüència PP2A, PP4 i PP6 s'agrupen en la superfamilia PP2A. Sovint l'activitat fosfatasa es relaciona amb aturada del cicle cel·lular i inhibició de la proliferació.[5] PP1La proteïna fosfatasa 1 (PP1) té la imatge de "proteïna verda", que promou l'estalvi energètic retornant els processos cel·lulars al seu estat basal d'ús de l'energia. La PP1 estimula l'emmagatzematge de glucogen, la relaxació de fibres d'actina-miosina, nivells basals de traducció proteica, i reciclatge de factors de transcripció i de processament del mRNA. Promou l'apoptosi en cèl·lules danyades, i promou la sortida de la mitosi i a mantenir la cèl·lula en fases G1 i G2. La PP1 és una de les proteïnes més conservades en els eucariotes. Els eucariotes presenten entre un a vuit gens que codificquen per diverses isoformes de la PP1. Els mamífers presenten tres gens per la PP1, α, β i γ. La forma γ origina dues PP1 isoformes per splicing alternatiu. Les formes α, β i γ1 s'expressen de forma ubiqua, però la isoforma γ2 s'expressa en les testicles i és l'única isoforma que s'ha trobat en els espermatozoides.[6] La PP1 no es troba de forma lliure en la cèllula, sinó que es troba unida a altres proteïnes formant complexes. PP2Alguns substrats descrits per la PP2 o PP2A són les proteïnes ERM, PKB, Pi3K, p70 S6K, PKCa, biiCaM, RAS-RAF-MEK-ERK, entre altres. La proteïna fosfatasa 2A està formada per tres subunitats.
Regulació de la PP2A
PP3La proteïna PP3 (o PP2B), també anomenada com calcineurin, és l'única proteïna fosfatasa de Ser/Thr depenent de Ca2+/CaM. Forma heterodímers entre la subunitat catalítica (CNA) i la subunitat reguladora (CNB). La subunitat catalítica conté quatre dominis funcionals:[8]
La subunitat reguladora presenta dos dominis globulars d'unió al Ca2+, similars als dominis d'unió a Ca2+ de la calmodulina. La unió de les subunitats CNA i CNB es dona principalment per una ranura hidròfoba PP4La proteïna fosfatasa 4 (PP4) s'ha trobat principalment en testicles, i predominantment de localització nuclear tot i que s'ha trobat també al centrosoma i al citoplasma. Igual que la PP2A, la PP4 també pot ser carboximetilada en la seva leucina en l'extrem C-terminal. La PP4 pot existir en forma lliure o formant complexos amb altres proteïnes com l'anomenada PP4R1(d'uns 125KDa) que presenta 13 repeticions HEAT (homòleg a la PP2A) i de localització al centrosoma. Altres proteïnes descrites que interaccionen amb la PP4 són la PP4R2 i l'alpha4/IGBP1. Recentment dues proteïnes més que interaccionen amb la PP4 han estat aïllades, i anomenades com PP4R3A i PP4R3B (els gens del qual són SMEK1 i SMEK2 respectivament) Sembla que poden formar heterotrímers de PP4-PP4R2-PP4R3. Una altra proteïna que interacciona amb PP4 va ser trobada i anomenada com PP4R4, i sembla que la interacció és semblant a la de la PP2A C amb PP2A A. La PP4 també interacciona tot i que de fora més feble amb PP2A A i alpha 4. PP6La proteïna fosfatasa 6 (PP6) forma complexes estables amb Sm B/B' en limfòcits Evolució de les Proteïnes PhosphatasesInhibidors comunament empratsDiversos productes naturals, sovint tòxics, són inhibidors de les CAPP. Atès que alguns tenen diferent constant d'inhibició per la PP2A o la PP1 són utilitzats per distingir si una activitat fosfatasa té lloc per la PP2A o per la PP1.
Referències
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
