Phosphatgruppe

Die Phosphatgruppe ist ein Molekül, das ein Phosphoratom enthält, das kovalent an vier Sauerstoffreste gebunden ist, von denen zwei als Hydroxylgruppe ausgedrückt werden können. Es handelt sich um relativ reaktive Moleküle, die durch die Wechselwirkung mit Hydroxylgruppen leicht Phophoesterbindungen bilden.

Diese Moleküle sind für alle Zellen von großer Bedeutung, da sie eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten in den Zellen haben, u. a. als leicht verfügbare Energiequelle, für die Proteinaktivität und die Genexpression.

Phosphate als Energiespeicher

Phosphate sind das Hauptmerkmal der Energiequellen ATP und GTP. Aufgrund der negativen elektrostatischen Ladung jeder Phosphatgruppe ist es schwierig, sie zu dritt in der Anordnung zu binden, wie sie in ATP und GTP vorkommt. Daher sind große Mengen an Energie erforderlich, um eine Bindung zwischen ihnen zu bilden. Diese hochenergetische Bindung dient als Speichersystem. Die Spaltung dieser Bindung ermöglicht die Freisetzung dieser Energie, um zelluläre Aktivitäten, wie Konformationsänderungen in Proteinen oder die Aktivierung einer ATPase, zu steuern.

Phosphate in der Proteinaktivität

Hier fungieren Phosphate als An- und Ausschalter für ein Protein. Dieser Prozess heißt Phosphorylierung und ermöglicht es ihnen, in einen aktiven Zustand zu wechseln und die ihnen zugedachte Funktion auszuführen. Es ist eine der am häufigsten beobachteten Methoden für Zellen, die Proteinaktivität kurzfristig zu verändern, und ist eine Methode zur schnellen Veränderung der Proteinaktivität im Vergleich zur Synthese neuer Proteine.

Die Phosphataddition kann entweder als Ein- oder als Ausschaltmechanismus fungieren, wobei es vom Protein abhängt, was aktiviert wird. Der Prozess wird von zwei Arten von Enzymen gesteuert: den Kinasen (die ein Phosphat hinzufügen) und den Phosphatasen (die dieser Aktion entgegenwirken und ein Phosphat entfernen).