蛋白质磷酸化的最重要的机制

蛋白质磷酸化是调节和控制蛋白质活力和功能的最基本、最普遍，也是最重要的机制。蛋白质磷酸化主要发生在两种氨基酸上，一种是丝氨酸(包括苏氨酸)，另一种是酪氨酸。这两类酸磷酸化的酶不一样，功能也不一样，但也有少数双功能的酶可以同时作用于这两类氨基酸，如MEK(促丝裂原活化蛋白激酶激酶mitogen-activated proteinkinase kinase ,MAPKK)。丝氨酸磷酸化的主要作用是变构蛋白质以激活蛋白质的活力，主要是指酶活力。而酪氨酸磷酸化除了在变构以及激活该蛋白的活力之外，更重要的功能是结合蛋白提供一个结构基因，以促进其和其他蛋白质相互作用而形成多蛋白复合体。蛋白复合体的形成再进一步促进蛋白质的磷酸化。周而复始，由最初蛋白质磷酸化所产生的信号就一步步如此转下去。如果最初产生的是一个刺激细胞生长的信号，此信号便最终转入细胞核，导致DNA复制和细胞分裂。　　因此，酪氨酸磷酸化和多蛋白复合体的形成构成了细胞信号转导的基本机制，几乎所有的多肽细胞生长因子都是通过此途径来激活细胞，刺激细胞生长。因而催化蛋白质酪氨酸磷酸化的酶，酪氨酸激酶(tyrosine kinases)使成为信号转导机制和控制细胞生长的关键分子。酪氨酸激酶和蛋白质酪氨酸磷酸化在肿瘤的发生和生长中也起了决定性的作用。许多抗肿瘤药物的研制都着眼于此类分子。　　蛋白质翻译后修饰是蛋白质化学研究的重要领域，对蛋白质结构的细节了解得越多，对蛋白质翻译后修饰的分类范围了解得也就越广。蛋白质修饰包括糖类、脂类、核酸、磷酸、硫酸、羧基、甲基、乙酰基、羟基等功能基团以共价键与蛋白质的连接。蛋白质经过修饰，在结合、催化、调节及物理性质等方面都被赋予了新的功能。蛋白质磷酸化是蛋白质翻译后修饰的重要内容，在酶和其它重要功能分子活性的发挥、第二信使传递和酶的级联作用中起到重要的作用。蛋白质磷酸化是在一系列蛋白激酶的作用下完成的，本节主要介绍蛋白磷酸激酶的分离与分析和磷酸化蛋白质的分析方法。
在信号传导中的作用：（1）细胞内的信号蛋白主要分为两大类：一类在蛋白激酶的作用下磷酸化，共价结合ATP所提供的磷酸基团；另一类则在信号作用下结合GTP，通常以GTP取代GDP。
（2）这两种胞内信号蛋白的共同特征是，在信号达到时通过获得一个或几个磷酸集团而被激活，而在信号减弱时能去除这些集团，从而失去活性。在信号中继网中，某个信号蛋白磷酸化通常造成下游的蛋白依次发生磷酸化，形成磷酸化级联反应。
（3）蛋白质的磷酸化主要集中在肽链中的酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸残基上，这些残基上具有游离的羟基，且本身不带电荷，当磷酸化作用后，蛋白质便具有了电荷，从而使结构发生变化，进一步引起蛋白质活性的变化，这也是蛋白质磷酸化的意义所在。