Phosphorylation磷酸化

概述

在化学中，分子的磷酸化是磷酰基的连接。与它的对应物去磷酸化一起，对于生物学中的许多细胞过程至关重要。磷酸化对于蛋白质功能特别重要。例如，这种修饰激活（或失活)酵母中几乎一半的酶，从而调节其功能。许多蛋白质(真核生物中蛋白质组的1/3至2/3之间)被暂时磷酸化，许多糖，脂质和其他与生物相关的分子也被磷酸化。

葡萄糖

糖的磷酸化通常是其分解代谢的第一步。磷酸化可以使细胞积聚糖，因为磷酸基团可以阻止分子通过转运蛋白扩散回来。葡萄糖的磷酸化是糖代谢中的关键反应，因为许多糖在被进一步代谢之前先被转化为葡萄糖。

糖酵解

糖酵解是葡萄糖在不同酶的帮助下，通过各种步骤分解为两个丙酮酸分子的重要过程。它以十个步骤发生，证明磷酸化是获得最终结果非常必要的步骤。磷酸化可启动准备步骤的步骤1（糖酵解的前半部分）中的反应，并引发放出阶段(糖酵解的第二阶段)中的第6步。

葡萄糖本质上是一个小分子，具有扩散进入和扩散出细胞的能力。通过使葡萄糖磷酸化（添加带负电的磷酸基），当细胞膜带负电时，葡萄糖会转化为6-磷酸葡萄糖并被捕获在细胞内。该反应的发生是由于己糖激酶(hexokinase),该酶有助于磷酸化，6-磷酸葡萄糖不能穿过细胞膜，因此被迫留在细胞内。磷酸化发生在步骤3中，其中6磷酸果糖转化为1,6-二磷酸果糖。该反应由磷酸果糖激酶催化。虽然在制备步骤中由ATP进行磷酸化，但在放样阶段的磷酸化仍由无机磷酸盐维持。每个3-磷酸甘油醛分子被磷酸化形成1,3-双磷酸甘油酸酯。该反应由GAPDH(甘油醛-3-磷酸脱氢酶)催化。磷酸化的级联作用最终导致不稳定，并使酶打开葡萄糖中的碳键。磷酸化是糖酵解的极其重要的组成部分，因为它有助于运输，控制和提高效率。

蛋白质磷酸化

蛋白磷酸化被认为是真核生物中最丰富的翻译后修饰。磷酸化可以通过磷酸酯键的形成在丝氨酸，苏氨酸和酪氨酸侧链(通常称为``残基")上发生，通过氨基磷酸酯键在组氨酸，赖氨酸和精氨酸上发生，并且通过混合酸酐键在天冬氨酸和谷氨酸上发生。

ATP

ATP是细胞中的“高能”交换介质，是通过将第三磷酸基团添加到ADP中而在线粒体中合成的，这一过程称为氧化磷酸化。ATP还通过糖酵解过程中的底物水平磷酸化来合成。