リン酸基

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リン酸基は、4つの酸素残基と共有結合したリン1原子を含む分子で、そのうち2つは水酸基として表されてもよい。 水酸基との相互作用によって容易にフォフォエステル結合を形成する、比較的反応性の高い分子である。

この分子は、容易に利用できるエネルギー源として、タンパク質活性や遺伝子発現など、細胞内での膨大な用途があるため、すべての細胞にとって非常に重要である。

エネルギー貯蔵としてのリン酸塩

リン酸塩は、エネルギー源であるATPとGTPの主な特徴として働きます。 各リン酸基には負の静電気があるため、ATPやGTPに見られるような配列で3つ結合させることは困難である。 そのため、リン酸基同士の結合を形成するためには、大量のエネルギーが必要となる。この高エネルギー結合が、貯蔵システムとして機能するのである。 この結合が切断されると、このエネルギーが放出され、タンパク質の構造変化やATPaseの活性化など、細胞活動の原動力となる。

タンパク質活性のリン酸塩

ここでリン酸塩はタンパク質のオン／オフスイッチとして機能します。 この過程がリン酸化であり、活性状態に切り替えて所定の機能を発揮することを可能にする。 細胞が短期的にタンパク質活性を変化させる方法として最もよく観察される方法の一つで、新しいタンパク質を合成するのに比べ、タンパク質活性を迅速に変化させる方法である。

リン酸の付加は、オンとオフのスイッチ機構として働くことができ、どちらが活性化するかはタンパク質に依存する。 このプロセスは、キナーゼ（リン酸を付加する）とホスファターゼ（この作用に対抗してリン酸を除去する）の2種類の酵素によって制御されています。