Διαφορά μεταξύ κινάσης και φωσφατάσης

Κύρια διαφορά – κινάση έναντι φωσφατάσης

Η κινάση και η φωσφατάση είναι δύο τύποι ενζύμων που εμπλέκονται στη μεταφορά φωσφορικών ομάδων μεταξύ μορίων. Η κύρια διαφορά μεταξύ κινάσης και φωσφατάσης είναι ότι η κινάση είναι ένας τύπος φωσφοτρανσφεράσης που μεταφέρει μια φωσφορική ομάδα από το ATP σε ένα υπόστρωμα, ενώ η φωσφατάση είναι ένας τύπος υδρολάσης που αφαιρεί φωσφορικές ομάδες από βιολογικές ενώσεις . Και οι δύο οικογένειες ενζύμων εμπλέκονται στη ρύθμιση της δραστηριότητας των πρωτεϊνών με την προσθήκη ή την αφαίρεση φωσφορικών ομάδων από τις πρωτεΐνες. Η προσθήκη μιας φωσφορικής ομάδας σε μια πρωτεΐνη από μια κινάση μπορεί να ενεργοποιήσει την πρωτεΐνη ενώ η απομάκρυνση της φωσφορικής ομάδας από την πρωτεΐνη μπορεί να απενεργοποιήσει την πρωτεΐνη. Οι περισσότεροι από αυτούς τους τύπους ρυθμιζόμενων πρωτεϊνών δρουν ως ένζυμα. Η ρύθμιση της δραστηριότητας της πρωτεΐνης γίνεται με βάση εξωτερικά ερεθίσματα.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι η κινάση
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Ρόλος
2. Τι είναι η Φωσφατάση
      – Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Ρόλος
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ κινάσης και φωσφατάσης
      – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κινάσης και φωσφατάσης
      – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι:ρύθμιση δραστηριότητας, ATP, κυτταρική σηματοδότηση, ένζυμα, υδρολάση, κινάση, φωσφατάση, φωσφοτρανσφεράση

Τι είναι η κινάση

Η κινάση αναφέρεται σε ένα ένζυμο που καταλύει τη μεταφορά μιας φωσφορικής ομάδας από το ATP σε ένα συγκεκριμένο μόριο. Επομένως, οι κινάσες είναι τα ένζυμα που είναι υπεύθυνα για τη φωσφορυλίωση βιομορίων όπως οι υδατάνθρακες, τα λιπίδια, οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊκά οξέα. Η φωσφορυλίωση των πρωτεϊνών μπορεί να ενεργοποιήσει την πρωτεΐνη. Αυτή η ενεργοποίηση πρωτεϊνών είναι σημαντική στα μονοπάτια σηματοδότησης των κυττάρων, καθώς μπορεί να γίνει ως απόκριση σε εξωτερικά ερεθίσματα. Η φωσφορυλίωση λαμβάνει χώρα στα υπολείμματα τυροσίνης, θρεονίνης και σερίνης της πρωτεΐνης. Η φωσφορική ομάδα λαμβάνεται από ένα μόριο ΑΤΡ. Η φωσφορυλίωση των μορίων των λιπιδίων παράγει φωσφολιπίδια, τα οποία είναι τα κύρια συστατικά μιας κυτταρικής μεμβράνης. Οι φωσφορυλιωμένες μορφές των μορίων ινοσιτόλης χρησιμεύουν ως δεύτεροι αγγελιοφόροι. Η προσθήκη φωσφορικών ομάδων σε νουκλεοσίτες σχηματίζει νουκλεοτίδια, τα οποία είναι τα δομικά στοιχεία τόσο του DNA όσο και του RNA. Οι υδατανθρακικές κινάσες προσθέτουν φωσφορικές ομάδες σε απλά οργανικά μόρια όπως η γλυκόζη και η φρουκτόζη. Η γενική δράση μιας κινάσης σε μια πρωτεΐνη φαίνεται στο σχήμα 1.

Εικόνα 1:Δράση κινάσης

Οι κινάσες που εξαρτώνται από την κυκλίνη (CDK) και οι ενεργοποιημένες από μιτογόνο πρωτεϊνικές κινάσες (MAPK) είναι δύο τύποι πρωτεϊνικών κινασών. Τα CDK είναι σημαντικά στη ρύθμιση της κυτταρικής διαίρεσης. Επομένως, τα μεταλλαγμένα CDK μπορεί να οδηγήσουν σε ανεξέλεγκτη κυτταρική διαίρεση σε καρκίνους. Οι κινάσες φωσφατιδυλινοσιτόλης και η κινάση σφιγγοσίνης (SK) είναι παραδείγματα λιπιδικών κινασών. Η εξοκινάση και η φωσφοφρουκτοκινάση είναι υδατανθρακικές κινάσες. Η νουκλεοσιδική-φωσφορική κινάση και η νουκλεοτιδική-διφωσφορική κινάση είναι οι δύο κινάσες που εμπλέκονται στη φωσφορυλίωση του νουκλεοσιδίου και των νουκλεοτιδίων.

Τι είναι η φωσφατάση

Η φωσφατάση αναφέρεται σε ένα ένζυμο, το οποίο καταλύει την υδρόλυση οργανικών φωσφορικών αλάτων σε όξινο ή αλκαλικό μέσο. Επομένως, οι φωσφατάσες είναι υπεύθυνες για την αποφωσφορυλίωση των βιομορίων. Δεδομένου ότι οι φωσφατάσες χρησιμοποιούν μόρια νερού για να προσθέσουν μια ομάδα υδροξυλίου στο υπόστρωμα, οι φωσφατάσες κατηγοριοποιούνται στην οικογένεια των υδρολασών. Η δράση των φωσφατάσης είναι αντίθετη από τις κινάσες. Για το λόγο αυτό, οι φωσφατάσες εμπλέκονται στην απενεργοποίηση των πρωτεϊνών στις οδούς σηματοδότησης των κυττάρων. Η αφαίρεση της φωσφορικής ομάδας μπορεί να απενεργοποιήσει την πρωτεΐνη. Τόσο οι κινάσες όσο και οι φωσφατάσες εμπλέκονται επίσης στις μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις των πρωτεϊνών. Η γενική δράση του ενζύμου φωσφατάσης φαίνεται στο σχήμα 2 .

Εικόνα 2:Δράση φωσφατάσης

Το PP2A και το PP2B είναι δύο παραδείγματα πρωτεϊνικών φωσφατάσης που ρυθμίζουν τις κυτταρικές λειτουργίες όπως η αντιγραφή, η μεταγραφή, ο μεταβολισμός και η ανάπτυξη του DNA. Οι νουκλεοτιδάσες είναι ένας τύπος φωσφατάσης που καταλύει την υδρόλυση των νουκλεοτιδίων, σχηματίζοντας νουκλεοσίτες. Είναι σημαντικά για τη διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ νουκλεοτιδίων και νουκλεοζιτών. Οι φωσφατάσες εμπλέκονται επίσης στη γλυκονεογένεση, η οποία παράγει γλυκόζη από μη υδατάνθρακες πρόδρομες ουσίες.

Ομοιότητες μεταξύ κινάσης και φωσφατάσης

• Τόσο η κινάση όσο και η φωσφατάση είναι δύο ένζυμα που μεταφέρουν φωσφορικές ομάδες μεταξύ των μορίων.
• Η δράση τόσο των κινασών όσο και των φωσφατάσεων εμπλέκονται στη ρύθμιση της δραστηριότητας των πρωτεϊνών.

Διαφορά μεταξύ κινάσης και φωσφατάσης

Ορισμός

Κινάση: Η κινάση αναφέρεται σε ένα ένζυμο που καταλύει τη μεταφορά μιας φωσφορικής ομάδας από το ATP σε ένα συγκεκριμένο μόριο.

Φωσφατάση: Η φωσφατάση αναφέρεται σε ένα ένζυμο που καταλύει την υδρόλυση οργανικών φωσφορικών αλάτων σε ένα όξινο ή αλκαλικό μέσο.

Φωσφορυλίωση/Αποφωσφορυλίωση

Κινάση: Οι κινάσες καταλύουν τη φωσφορυλίωση.

Φωσφατάση: Οι φωσφατάσες καταλύουν την αποφωσφορυλίωση.

Πληκτρολογήστε

Κινάση: Οι κινάσες είναι ένας τύπος φωσφοτρανσφερασών.

Φωσφατάση: Οι φωσφατάσες είναι ένας τύπος υδρολασών.

Πρόσθετα μόρια

Κινάση: Οι κινάσες χρησιμοποιούν ATP για τη λήψη φωσφορικών ομάδων.

Φωσφατάση: Οι φωσφατάσες χρησιμοποιούν μόρια νερού για να μεταφέρουν ομάδες υδροξυλίου.

Ρύθμιση πρωτεϊνών

Κινάση: Η προσθήκη φωσφορικών ομάδων από κινάσες ενεργοποιεί τις πρωτεΐνες.

Φωσφατάση: Η απομάκρυνση των φωσφορικών ομάδων από τις φωσφατάσες απενεργοποιεί τις πρωτεΐνες.

Παραδείγματα

Κινάση: CDK, MAPK, κινάσες φωσφατιδυλινοσιτόλης και εξοκινάσες είναι μερικά από τα παραδείγματα των κινασών.

Φωσφατάση: Τα PP2A, PP2B και νουκλεοτιδάσες είναι μερικά παραδείγματα φωσφατάσης.

Συμπέρασμα

Η κινάση και η φωσφατάση είναι δύο τύποι ενζύμων που αποτελούνται από αντίθετες δράσεις στις φωσφορικές ομάδες. Οι κινάσες είναι ένας τύπος φωσφοτρανσφερασών που προσθέτουν φωσφορικές ομάδες στο υπόστρωμα από μόρια ATP. Ωστόσο, οι φωσφατάσες είναι ένας τύπος υδρολασών που αφαιρούν φωσφορικές ομάδες από τα υποστρώματα. Οι κινάσες και οι φωσφατάσες εμπλέκονται στις οδούς σηματοδότησης των κυττάρων ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας διάφορες πρωτεΐνες αντίστοιχα. Η κύρια διαφορά μεταξύ κινάσης και φωσφατάσης είναι η δράση κάθε ενζύμου μέσα στο κύτταρο.

Αναφορά:

1. "Κινάση(ες)" BPS Bioscience, Inc., Διαθέσιμο εδώ.
2. «Φωσφατάση». Wikipedia, Ίδρυμα Wikimedia, 17 Οκτωβρίου 2017, Διαθέσιμο εδώ.

Εικόνα Ευγενική προσφορά:

1. «Ch4 κινάσες» By NIGMS –  Medicines by Design, National Institute of General Medical Sciences (Public Domain) μέσω Commons Wikimedia
2. «General phosphatase machine» By Lovinne – Own work (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia