PUBLICIDADE Show Definição Fosforilação é um processo bioquímico que envolve a adição de fosfato a um composto orgânico. Exemplos incluem a adição de fosfato à glicose para produzir monofosfato de glicose e a adição de fosfato ao adenosina difosfato (ADP) para formar adenosina trifosfato (ATP). A fosforilação é realizada através da ação de enzimas conhecidas como fosfotransferases ou cinases. A fosforilação é um processo fundamental na regulação da atividade proteica e há muito tempo é apreciada como um mecanismo essencial para o controle da função celular. O que é fosforilação? A fosforilação é um processo químico no qual um grupo fosfato (PO43-) é adicionado a um composto. Normalmente se aplica à química orgânica e é crucial para todos os organismos vivos. O processo está envolvido na síntese de proteínas e na produção de trifosfato de adenosina (ATP) – uma molécula que armazena e fornece energia. Também desempenha um papel crucial em vários mecanismos químicos de regulação e sinalização dentro da célula, modificando a estrutura de várias proteínas e alterando suas atividades. Normalmente, é necessária energia para as reações bioquímicas que envolvem a adição de um grupo fosfato a uma molécula. Muitas vezes, essa energia vem das moléculas de ATP. O ATP contém três grupos fosfato, um dos quais é facilmente removido. A remoção desse grupo libera energia considerável, que pode ser usada para permitir uma reação de fosforilação na qual o grupo fosfato é adicionado a outra molécula – por exemplo, glicose. Assim, os grupos fosfato podem ser facilmente transferidos do ATP para outras moléculas. Essas reações, no entanto, exigem que o ATP e a molécula receptora sejam reunidos para que a transferência possa ocorrer. Isto é conseguido por enzimas conhecidas como cinases. São proteínas grandes e complexas, que podem conter várias centenas de aminoácidos. A forma da enzima é crucial: a estrutura de uma enzima quinase é tal que tanto o ATP quanto a molécula receptora podem ser acomodados nas proximidades para permitir que a reação prossiga. Um exemplo é a glicerol quinase, que facilita a transferência de um grupo fosfato de ATP para glicerol; isso faz parte do processo que produz fosfolipídios, que são usados nas membranas celulares. O próprio ATP é produzido por um conhecido processo de fosforilação chamado fosforilação oxidativa, no qual um grupo fosfato é adicionado ao adenosina difosfato (ADP) para produzir ATP. A energia para esse processo vem basicamente dos alimentos que ingerimos, mas mais especificamente da oxidação da glicose. É um processo muito complexo, com muitas etapas, mas em termos simples, a energia da glicose é usada para formar dois compostos, conhecidos como NADH e FADH2, que fornecem a energia para o restante da reação. Os compostos são agentes redutores que se separam facilmente dos elétrons, para que possam ser oxidados. Os grupos fosfato são adicionados às moléculas de ATP usando a energia liberada pela oxidação de NADH e FADH2; essa reação é facilitada pela enzima ATP sintetase. Muitas cinases diferentes são encontradas em plantas e animais. Devido à sua importância em tantos processos celulares, um ensaio de fosforilação tornou-se um procedimento laboratorial comum. Isso envolve testar amostras de material celular para verificar se a fosforilação de proteínas ocorreu e, em alguns casos, medir sua extensão. Existem vários métodos diferentes usados para verificar a fosforilação, incluindo a marcação de grupos fosfato com radioisótopos, o uso de anticorpos específicos para a proteína fosforilada e a espectrometria de massa. A partir de 2011, quinases extras reguladas por sinal (ERKs) – enzimas envolvidas em atividades de sinalização dentro da célula – são uma área de particular interesse. A fosforilação da ERK desempenha um papel na regulação de várias funções celulares, incluindo mitose e outros processos relacionados à divisão celular. Esse processo é relevante para algumas áreas da pesquisa do câncer, pois pode ser ativado por substâncias cancerígenas e por infecções por vírus, levando à divisão celular descontrolada e outros efeitos relacionados ao câncer. Pesquisas sobre possíveis tratamentos contra o câncer que envolvem a inibição desse processo estão em andamento. Um ensaio de fosforilação pode ser usado para testar diferentes substâncias quanto à sua eficácia nesse papel. Tipos de fosforilação Existem muitos tipos de fosforilação:
O que é fosforilação oxidativa? A fosforilação oxidativa é o conjunto de reações químicas usadas para produzir trifosfato de adenosina (ATP). Uma parte importante da respiração aeróbica, é talvez a operação metabólica mais fundamental da Terra. Diferentes tipos de organismos têm muitas maneiras diferentes de organizar a fosforilação oxidativa, mas o resultado final é sempre o mesmo: a energia do próximo ao último passo da série é usada para ligar um átomo de fósforo ao adenosina difosfato (ADP), transformando-o em ATP. A energia potencial adicionada à molécula nessa reação é precisamente o que faz do ATP uma fonte de energia universalmente útil dentro da célula. A preparação para a etapa final da fosforilação oxidativa envolve uma série de reações de redução-oxidação ou redox. Essas reações transferem elétrons de uma molécula para outra, alterando a carga de ambas. Esse conjunto de operações é chamado de cadeia de transporte de elétrons, porque permite que a célula mova energia, na forma de elétrons, do armazenamento para um local onde possa ser facilmente usada. O dinucleotídeo de nicotinamida e adenina (NAD+) é um passo comum próximo ao final deste processo. O ‘+’ representa uma carga positiva que permite aceitar facilmente elétrons e se tornar uma forma reduzida chamada NADH. A energia dos elétrons no NADH é usada para alimentar um processo chamado quimiosmose. A quimiosmose concentra a energia dos elétrons em energia potencial movendo íons hidrogênio – prótons – através de uma membrana. Esse movimento cria um gradiente de energia através da membrana em virtude da carga positiva acumulada de um lado. Esse gradiente de energia é chamado de força motora-próton. Neste ponto, a etapa final e mais universal da fosforilação oxidativa pode ocorrer. ATP sintase é a enzima responsável por converter ADP em ATP. Parte da proteína é incorporada na membrana através da qual os prótons foram acionados. A ATP sintase fornece uma rota através da qual os prótons podem entrar novamente na célula, mas aproveita a energia gerada quando o faz. Essa operação se assemelha à maneira como os moinhos de vento aproveitam as diferenças de pressão e as rodas d’água usam mudanças na energia potencial resultante da gravidade. O movimento de um próton de volta através da membrana é usado para alimentar uma mudança na forma da enzima. Se uma molécula de ADP já está ligada à ATP sintase quando esse evento ocorre, a alteração impõe um átomo de fósforo adicional sobre ela. A molécula de ATP recém-produzida pode deixar a enzima e fica livre para fornecer energia em outros lugares da célula. Fosforilação oxidativa é o conjunto de reações químicas usadas para produzir ATP Fonte: socratic.org/www.ncbi.nlm.nih.gov/www.khanacademy.org/www.cancer.gov/www.wisegeek.org/www.thermofisher.com/www.sciencedirect.com/www.albert.io/www.chemistry.wustl.edu Qual enzima promove a síntese de ATP?Quinases: São enzimas que catalisam a transferência de um grupo fosfato de um composto de alta energia (em geral do ATP) para um receptor.
Quais as enzimas participam da fosforilação?A fosforilação é realizada através da ação de enzimas conhecidas como fosfotransferases ou cinases. A fosforilação é um processo fundamental na regulação da atividade proteica e há muito tempo é apreciada como um mecanismo essencial para o controle da função celular.
Como ocorre a síntese de ATP na fosforilação oxidativa?A ATP-sintase promove o retorno dos prótons no gradiente citado anteriormente, liberando energia, e utiliza essa energia para a produção de ATP, por meio da fosforilação do ADP. A fosforilação oxidativa produz um saldo energético de cerca de 26 a 28 moléculas de ATP.
Qual enzima ativa o ATP?Essa reação ocorre com a ajuda da enzima específica, chamada de Adenosina Trifosfatase (ATPase).
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