Fosfataza

Fosfataza je enzim koji uklanja fosfatnu grupu sa svog supstrata hidrolizom monoestara fosforne kiseline u fosfatni jon i molekul sa slobodnom hidroksilnom grupom. Ova reakcija je u direktnoj suprotnosti sa reakcijama fosforilaza i kinaza, koje dodaju fosfatne grupe na njihove supstrate koristeći energetske molekule kao što je ATP. Fosfataza prisutna kod mnogih organizama je alkalna fosfataza.

Proteinska fosforilacije je veoma česta i vazna forma reverzibilne proteinske posttranslacione modifikacije (PTM). Smatra se da do 30% svih proteina podleže fosforilacije. Proteinske kinaze (PK) su efektori fosforilacije i katalizuju transfer γがんま-fosfata sa ATP na specifične aminokiseline na proteinima. Kod sisara postoji nekoliko stotina proteinskih kinaza. One su klasifikovane u distinktne super-familije. Proteini su fosforilisani predominantno na Ser, Thr i Tyr ostacima, što kod sisara sačinjava 86, 12 i 2% fosfoproteoma, respektivno. U kontrastu s tim, protein fosfataze (PP) su primarni efektori defosforilacije i mogu se grupisati u tri glavne klase na osnovu sekvence, strukture i katalitičke funkcije. Najveća PP klasa je familija fosfoproteinskih fosfataza (PPP) u koju se ubrajaju PP1, PP2A, PP2B, PP4, PP5, PP6 i PP7. Familija proteinskih Tyr fosfataza je druga grupa, a aspartat-bazirane proteinske fosfataze su treća.

Mehanizam

Cistidin difosfati (CDP) katalizuju hidrolizu fosfoestarske veze putem fosfo-cistein intermedijara^[1].

Slobodni cisteinski nukleofil formira vezu sa atomom fosfora fosfatne grupe, i P-O veza između fosfatne grupe i tirozina se protonuje, bilo prikladno pozicionirananim kiselim aminokiselinskim ostatkom (Asp na dijagramu) ili molekulom vode. Fosfo-cisteinski intermedijer se zatim hidrolizuje još jednim molekulom vode, čime se regeneriše aktivno mesto za sledeću reakciju defosforilacije.

Metalo-fosfataze (npr. PP2C) koordiniraju dva katalitički esencijalna metalna jona u njihovom aktivnom mestu. Identitet tih metalnih jona nije nije dovoljno razjašnjen. Postoji evidencija da oni mogu da biti: magnezijum, mangan, gvožđe, cink, ili njihove kombinacije. Smatra se da hidroksilni jon koji premošćuje dva metalna jona učestvuje u nukleofilnom napadu na jon fosfora.

Pod-tipovi

Fosfataze se mogu podeliti na osnovu njihove supstratne specifičnosti.

Klasa	Primer	Supstrat	Referenca
Tirozin-specifične fosfataze	PTP1B	Fosfo-Tirozin	^[2]
Serin/Treonin specifične fosfataze	PP2C (PPP2CA)	Fosfo-Serin/Treonin	^[3]
Fosfataze dualne specifičnosti	VHR, DUSP1 do DUSP28	Fosfo-Tirozin/Serin/Treonin	^[4]
Histidinske fosfataze	PHP	Fosfo-Histidin	^[5]
Lipidne fosfataze	PTEN	Fosfatidil-Inozitol-3,4,5-Trifosfat	^[6]

Literatura

Nicholas C. Price; Lewis Stevens (1999). Fundamentals of Enzymology: The Cell and Molecular Biology of Catalytic Proteins (Third изд.). USA: Oxford University Press. ISBN 019850229X.
Eric J. Toone (2006). Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology, Protein Evolution (Volume 75 изд.). Wiley-Interscience. ISBN 0471205036.
Branden C; Tooze J. Introduction to Protein Structure. New York, NY: Garland Publishing. ISBN 0-8153-2305-0.
Irwin H. Segel. Enzyme Kinetics: Behavior and Analysis of Rapid Equilibrium and Steady-State Enzyme Systems (Book 44 изд.). Wiley Classics Library. ISBN 0471303097.

^ Barford D (1996). „Molecular mechanisms of the protein serine/threonine phosphatases”. Trends Biochem. Sci. 21 (11): 407—12. PMID 8987393. doi:10.1016/S0968-0004(96)10060-8.
^ Zhang ZY (2002). „Protein tyrosine phosphatases: structure and function, substrate specificity, and inhibitor development”. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 42: 209—34. PMID 11807171. doi:10.1146/annurev.pharmtox.42.083001.144616. Архивирано из оригинала 11. 12. 2019. г. Приступљено 06. 02. 2011.
^ Mumby MC, Walter G (1993). „Protein serine/threonine phosphatases: structure, regulation, and functions in cell growth”. Physiol. Rev. 73 (4): 673—99. PMID 8415923. ^{[мртва веза]}
^ Camps M, Nichols A, Arkinstall S (2000). „Dual specificity phosphatases: a gene family for control of MAP kinase function”. FASEB J. 14 (1): 6—16. PMID 10627275.
^ Bäumer N, Mäurer A, Krieglstein J, Klumpp S (2007). „Expression of protein histidine phosphatase in Escherichia Coli, purification, and determination of enzyme activity”. Methods Mol. Biol. 365: 247—60. PMID 17200567. doi:10.1385/1-59745-267-X:247.
^ Maehama T, Okahara F, Kanaho Y (2004). „The tumour suppressor PTEN: involvement of a tumour suppressor candidate protein in PTEN turnover”. Biochem. Soc. Trans. 32 (Pt 2): 343—7. PMID 15046605. doi:10.1042/BST0320343.

Spoljašnje veze

Phosphatases на US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)

[1] Barford D (1996). „Molecular mechanisms of the protein serine/threonine phosphatases”. Trends Biochem. Sci. 21 (11): 407—12. PMID 8987393. doi:10.1016/S0968-0004(96)10060-8.

[2] Zhang ZY (2002). „Protein tyrosine phosphatases: structure and function, substrate specificity, and inhibitor development”. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 42: 209—34. PMID 11807171. doi:10.1146/annurev.pharmtox.42.083001.144616. Архивирано из оригинала 11. 12. 2019. г. Приступљено 06. 02. 2011.

[3] Mumby MC, Walter G (1993). „Protein serine/threonine phosphatases: structure, regulation, and functions in cell growth”. Physiol. Rev. 73 (4): 673—99. PMID 8415923. ^{[мртва веза]}

[4] Camps M, Nichols A, Arkinstall S (2000). „Dual specificity phosphatases: a gene family for control of MAP kinase function”. FASEB J. 14 (1): 6—16. PMID 10627275.

[5] Bäumer N, Mäurer A, Krieglstein J, Klumpp S (2007). „Expression of protein histidine phosphatase in Escherichia Coli, purification, and determination of enzyme activity”. Methods Mol. Biol. 365: 247—60. PMID 17200567. doi:10.1385/1-59745-267-X:247.

[6] Maehama T, Okahara F, Kanaho Y (2004). „The tumour suppressor PTEN: involvement of a tumour suppressor candidate protein in PTEN turnover”. Biochem. Soc. Trans. 32 (Pt 2): 343—7. PMID 15046605. doi:10.1042/BST0320343.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

п р у Enzimi
Teme	Aktivno mesto Alosterna regulacija Mesto vezivanja Katalitički perfektan enzim Koenzim Kofaktor Kooperativnost EC broj Enzimska kataliza Inhibicija enzima Enzimska kinetika Lajnviver—Berkov dijagram Mihaelis—Mentenina kinetika Spisak enzima
Tipovi	EC1 Oksidoreduktaze /spisak EC2 Transferaze /spisak EC3 Hidrolaze /spisak EC4 Lijaze /spisak EC5 Izomeraze /spisak EC6 Ligaze /spisak
B enzm: 1.1/2/3/4/5/6/7/8/10/11/13/14/15-18, 2.1/2/3/4/5/6/7/8, 2.7.10, 2.7.11-12, 3.1/2/3/4/5/6/7, 3.1.3.48, 3.4.21/22/23/24, 4.1/2/3/4/5/6, 5.1/2/3/4/99, 6.1-3/4/5-6