A fosforilação é a adição de um grupo fosfato (um fosforil PO 3 2- especificamente) que é transferido para uma proteína ou uma pequena molécula, como a glicose , a adenina ou os glicerolipídeos . Seu papel proeminente na bioquímica é o assunto de muitas pesquisas (a base de dados MEDLINE relata mais de 100.000 artigos sobre este assunto, principalmente relacionados à fosforilação de proteínas ).
Em eucariotos , a fosforilação de proteínas é um dos mecanismos regulatórios mais importantes e comuns. Muitas enzimas e receptores são colocados na posição "ativa" ou "não ativa" por fosforilação ou desfosforilação. A fosforilação é catalisada por várias proteínas quinases e outras Fosfotransferases , enquanto as fosfatases são responsáveis pela desfosforilação . As cinases e as fosfatases são geralmente reguladas por sinais externos, como hormônios , citocinas e outros fatores de crescimento, bem como por variações no cálcio intracelular.
Um exemplo que pode servir como ilustração do antagonismo entre fosfatases e quinases é o dado pelo equilíbrio entre a degradação do glicogênio ( glicogenólise ) e sua síntese ( glicogênese ). Esse equilíbrio é regulado pela fosforilação / desfosforilação das enzimas glicogênio fosforilase , que degrada o glicogênio e a glicogênio sintase, que aumenta o tamanho do glicogênio enxertando nele moléculas de glicose . O estado de fosforilação dessas duas enzimas é regulado pelos hormônios glucagon , adrenalina e insulina .
As fosforilações ocorrem nas cadeias laterais de aminoácidos que compreendem uma função álcool: serina e treonina . Outra classe de quinase, a tirosina quinase fosforila proteínas ao nível da tirosina . Fosforilação ao nível de histidinas e aspartatos (ácidos aspárticos) são encontrados em organismos procarióticos . (Consulte a paleta para uma visão geral completa dos diferentes tipos disponíveis).
O ATP , através da "alta energia" nas células, é sintetizado na mitocôndria pela adição de um terceiro grupo fosfato ao ADP durante a fosforilação oxidativa . O ATP também é sintetizado ao nível da fosforilação do substrato durante a glicólise .
Nas células fotossintéticas , o ATP é produzido no cloroplasto após a captura da energia solar pelos fotossistemas .
A fosforilação dos oses impede sua saída da célula, pois o transportador não tem mais afinidade por eles. Esta fosforilação é a primeira etapa da glicólise e, mais geralmente, de seu catabolismo .
A ligação de um grupo fosfato a uma molécula orgânica é encontrada em muitos constituintes elementares: transferências de energia via trifosfato de adenosina , a constituição da membrana plasmática por fosfolipídios , a conservação da informação com a polimerização de RNA e DNA ... A montante, o mecanismo pelo qual essa conexão poderia ser realizada na química pré-biótica permanece aberto. Uma possível rota seria a presença de diamidofosfato , que parece formar tais compostos