La phosphorylation des protéines est la fixation
d'un phosphate (PO 4) à un groupe de protéines. Le nouveau groupe de phosphore
modifie le rôle de la protéine: il peut activer, désactiver ou de provoquer un
changement dans la fonction. La phosphorylation des protéines est assez commune
dans les cellules d'organismes procaryotes et eucaryotes. Il fournit un moyen
pour la cellule de réguler les fonctions biologiques sans avoir à modifier le
montant réel de protéines disponibles pour les réaliser.
Une molécule
appelée une protéine kinase, parfois appelé un phosphotransférase, est
responsable de l'induction de la phosphorylation des protéines. Il existe de
nombreuses protéines kinases, tous avec différentes protéines cibles. Souvent,
l'activité d'une protéine kinase est elle-même dépendante de la
phosphorylation. Ce processus dépend d'une autre kinase. Parfois, une cellule
utilise une chaîne de réactions, appelé une cascade de phosphorylation, pour
produire un résultat. L'impulsion de ce type d'événement est généralement un
signal depuis l'extérieur de la cellule. Habituellement, l'énergie et le groupe
phosphate pour ces opérations vient de l'adénosine triphosphate, un élément
omniprésent du paysage cellulaire.
Une fois que le
nouveau groupe de phosphate est ajouté par la phosphorylation des protéines, on
change la structure de la protéine de l'hôte. La forme d'une protéine-appelé sa
structure tertiaire dépend d'une variété de facteurs, y compris toute charge électrique.
La charge négative du groupe phosphate modifie la structure tertiaire
suffisante pour altérer la fonction de la protéine entière. Certaines protéines
peuvent être phosphorylés à plusieurs endroits, avec des effets différents
résultant de chacun. La phosphorylation se produit uniquement au niveau des
acides aminés spécifiques: la sérine, la thréonine, et la tyrosine.
La
phosphorylation des protéines est un élément crucial de l'homéostasie
biologique. La plupart des processus cellulaires sont stochastiques, ils
s'appuient sur un ensemble d'interactions partiellement aléatoires qui ne
peuvent être gérés statistiquement. Parce que la plupart des fonctions sont
réalisées par des protéines, à titre d'effectuer une opération habituelle de la
cellule consiste à faire plus ou moins de l'enzyme qui l'exécute. Ce système
est relativement lent, il est également plus difficile à défaire, puisque la
plupart des protéines ne pourront cesser de fonctionner quand ils sont
détruits.
Les effets de la
phosphorylation des protéines peuvent être annulés par une enzyme appelée
phosphatase. Ce processus est appelé déphosphorylation. Déphosphorylation
fonctionne presque exactement comme la phosphorylation. Chaque processus
nécessite l'autre pour être utile. C'est la possibilité de phosphorylation
rapidement alors déphosphoryler qui rend cette voie un moyen de contrôle plus
fines que le processus de génération de nouvelles protéines de l'ADN et l'ARN .
La somme des deux processus, y compris les signaux impliqués dans les
complétant, est appelé phosphoregulation.