Duncan Smith/Photodisc/Getty Images
Las proteínas sirven como caballos de batalla de las células:catalizan reacciones, actúan como receptores y median acciones hormonales. Para modular rápidamente su actividad, las células utilizan la fosforilación, una adición reversible de un grupo fosfato que funciona como un interruptor molecular.
Las proteínas constan de un esqueleto de aminoácidos con cadenas laterales que se pliegan en formas tridimensionales específicas. Un grupo fosfato (un átomo de fósforo unido a cuatro oxígenos y que lleva una carga negativa neta) puede unirse covalentemente a ciertos aminoácidos. Esta unión altera la conformación de la proteína y su interacción con el entorno acuoso circundante, convirtiendo a menudo una superficie hidrofóbica en hidrofílica.
Sólo unos pocos residuos (serina, treonina, tirosina) pueden fosforilarse. Las quinasas transfieren un fosfato del ATP u otros donantes de alta energía a estos residuos. La carga resultante y los cambios estéricos pueden exponer o enmascarar sitios activos, lo que permite que la proteína cambie entre estados "encendido" y "apagado".
La fosforilación puede activar o inhibir enzimas remodelando su núcleo catalítico. Por ejemplo, la glucógeno sintasa se regula negativamente cuando la glucógeno sintasa quinasa-3 (GSK-3) fosforila sus residuos de serina terminales, impidiendo que la glucosa se una y forme glucógeno. Por el contrario, otras quinasas pueden activar enzimas esenciales para las vías metabólicas.
Los receptores intracelulares y de superficie celular también dependen de la fosforilación para la transducción de señales. El receptor de estrógeno alfa (ERα) es un ejemplo clásico:solo después de la fosforilación, el ERα se une al ADN y promueve la transcripción de genes que responden a los estrógenos, impulsando así la síntesis de proteínas en los tejidos diana.
A través de eventos de fosforilación precisos y reversibles, las células orquestan respuestas fisiológicas complejas (desde el metabolismo hasta el crecimiento y la diferenciación), lo que subraya el papel fundamental de esta modificación postraduccional.
