Phosphorylation

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chaîne latérale de sérine phosphorylée. Les atomes d'oxygène sont en rouge, ceux de phosphore, en orange, le carbone en gris et l'azote en bleu. Les atomes d'hydrogène ne sont pas représentés.

La phosphorylation est l'addition d'un groupe phosphate (un phosphoryl PO32- plus précisément) qui est transféré à une protéine ou à une petite molécule, telle le glucose ou l'adénine. Son rôle prééminent en biochimie est le sujet de très nombreuses recherches (la base de données MEDLINE signale plus de 100 000 articles sur ce sujet, pour la plupart concernant la phosphorylation des protéines).

Phosphorylation des protéines[modifier | modifier le code]

Fonction[modifier | modifier le code]

Chez les eucaryotes, la phosphorylation des protéines est l'un des mécanismes de régulation le plus important et le plus fréquent. De nombreux enzymes et récepteurs sont mis en position "actif" ou "non-actif" par une phosphorylation ou une déphosphorylation. La phosphorylation est catalysée par diverses protéines kinases spécifiques, alors que les phosphatases se chargent de phosphoryler. Les kinases et phosphatases sont en général régulés par des signaux extérieurs, comme les hormones, cytokines et autres facteurs de croissance ainsi que par les variations de calcium intracellulaire.

Un exemple qui peut servir d'illustration de l'antagonisme entre phosphatases et kinases est celui donné par l'équilibre entre la dégradation du glycogène (glycogénolyse) et sa synthèse (glycogénogenèse). Cet équilibre est régulé par la phosphorylation/déphosphorylation des enzymes glycogène phosphorylase, qui dégrade le glycogène et, glycogène synthase qui augmente la taille du glycogène en y greffant des molécules de glucose. L'état de phosphorylation de ces deux enzymes est régulé par les hormones glucagon, adrénaline et insuline.

Réseaux de signalisation[modifier | modifier le code]

Article détaillé : transduction de signaux.

Types de phosphorylation[modifier | modifier le code]

Article détaillé : protéine kinase.

Les phosphorylations ont lieu sur les chaines latérales des acides aminés comportant une fonction alcool : sérine et thréonine. Une autre classe de kinase phosphoryle les protéines au niveau des tyrosines. Enfin, des phosphorylations au niveau des histidines et aspartates sont rencontrées dans les organismes procaryotes.

Autres sortes[modifier | modifier le code]

L'ATP, l'intermédiaire « riche en énergie » des cellules, est synthétisé dans les mitochondries par addition d'un troisième groupement phosphate à l'ADP au cours de la phosphorylation oxydative. L'ATP est également synthétisé au niveau de la phosphorylation du substrat au cours de la glycolyse.

Dans les cellules photosynthétiques, l'ATP est produit au niveau du chloroplaste après captage de l'énergie solaire par les photosystèmes.

La phosporylation des oses prévient leur sortie de la cellule, car le transporteur n'a alors plus d'affinité pour eux. Cette phosphorylation est la première étape de la glycolyse et, de manière plus générale, de leur catabolisme.