Verschil tussen kinase en fosfatase

Belangrijkste verschil - Kinase versus fosfatase

Kinase en fosfatase zijn twee soorten enzymen die betrokken zijn bij de overdracht van fosfaatgroepen tussen moleculen. De grootste verschil tussen kinase en fosfatase is dat kinase is een type fosfotransferase dat een fosfaatgroep van het ATP naar een substraat overbrengt, terwijl fosfatase een type hydrolase is dat fosfaatgroepen uit biologische verbindingen verwijdert. Beide families van enzymen zijn betrokken bij de regulatie van de activiteit van eiwitten door fosfaatgroepen toe te voegen of te verwijderen uit eiwitten. De toevoeging van een fosfaatgroep aan een eiwit door een kinase kan het eiwit activeren, terwijl de verwijdering van de fosfaatgroep uit het eiwit het eiwit kan deactiveren. De meeste van dit soort gereguleerde eiwitten fungeren als enzymen. De regulatie van de activiteit van eiwit vindt plaats op basis van externe stimuli.

Key Areas Covered

1. Wat is een Kinase
      - Definitie, functies, rol
2. Wat is een fosfatase
      - Definitie, functies, rol
3. Wat zijn de overeenkomsten tussen kinase en fosfatase
      - Overzicht van gemeenschappelijke functies
4. Wat is het verschil tussen kinase en fosfatase
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: activiteitenregulatie, ATP, celsignalering, enzymen, hydrolase, kinase, fosfatase, fosfotransferase

Wat is een Kinase

Kinase verwijst naar een enzym dat de overdracht van een fosfaatgroep van ATP naar een specifiek molecuul katalyseert. Daarom zijn kinasen de enzymen die verantwoordelijk zijn voor de fosforylatie van biomoleculen zoals koolhydraten, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren. De fosforylatie van eiwitten kan het eiwit activeren. Deze activatie van eiwitten is belangrijk in de cel signaleringsroutes, omdat het kan worden gedaan als reactie op externe stimuli. De fosforylering vindt plaats in tyrosine-, threonine- en serineresten van het eiwit. De fosfaatgroep wordt verkregen uit een ATP-molecuul. De fosforylering van lipidemoleculen produceert fosfolipiden, die de belangrijkste componenten van een celmembraan zijn. De gefosforyleerde vormen van inositolmoleculen dienen als tweede boodschappers. De toevoeging van fosfaatgroepen aan nucleosiden vormt nucleotiden, die de bouwstenen zijn van zowel DNA als RNA. Koolhydraatkinasen voegen fosfaatgroepen toe aan eenvoudige organische moleculen zoals glucose en fructose. De algemene werking van een kinase op een eiwit is weergegeven in Figuur 1.

Figuur 1: Kinase-actie

Cycline-afhankelijke kinasen (CDK's) en mitogeen-geactiveerde eiwitkinasen (MAPK's) zijn twee soorten eiwitkinasen. CDK's zijn belangrijk in de regulatie van celdeling. Daarom kunnen gemuteerde CDK's leiden tot de ongecontroleerde celdeling in kankers. Phosphatidylinositol-kinasen en sfingosinekinase (SK) zijn voorbeelden van lipidekinasen. Hexokinase en fosfofructokinase zijn koolhydraatkinasen. Nucleoside-fosfaatkinase en nucleotide-difosfaatkinase zijn de twee kinasen die betrokken zijn bij de fosforylering van nucleosiden en nucleotiden.

Wat is een fosfatase

Fosfatase verwijst naar een enzym dat de hydrolyse van organische fosfaten in een zuur of alkalisch milieu katalyseert. Daarom zijn fosfatasen verantwoordelijk voor de defosforylatie van biomoleculen. Omdat fosfatasen watermoleculen gebruiken om een ​​hydroxylgroep aan het substraat toe te voegen, worden fosfatasen gecategoriseerd onder de hydrolasefamilie. De werking van de fosfatasen is het tegenovergestelde van de kinasen. Om die reden zijn fosfatasen betrokken bij de deactivering van eiwitten in de cel signalerende routes. De verwijdering van de fosfaatgroep kan het eiwit deactiveren. Zowel kinasen als fosfatasen zijn ook betrokken bij de post-translationele modificaties van eiwitten. De algemene werking van het fosfatase-enzym is weergegeven in Figuur 2.

Figuur 2: Phosphatase-actie

PP2A en PP2B zijn twee voorbeelden van eiwitfosfatasen die cellulaire functies reguleren, zoals DNA-replicatie, transcriptie, metabolisme en ontwikkeling. Nucleotidasen zijn een type fosfatasen die de hydrolyse van nucleotiden katalyseren en nucleosiden vormen. Ze zijn belangrijk om de balans tussen nucleotiden en nucleosiden te behouden. Fosfatasen zijn ook betrokken bij gluconeogenese, die glucose produceert uit niet-koolhydraatvoorlopers.

Overeenkomsten tussen kinase en fosfatase

• Zowel kinase als fosfatase zijn twee enzymen die fosfaatgroepen tussen moleculen overbrengen.
• De werking van zowel kinasen als fosfatasen is betrokken bij de regulering van de activiteit van eiwitten.

Verschil tussen kinase en fosfatase

Definitie

kinase: Kinase verwijst naar een enzym dat de overdracht van een fosfaatgroep van ATP naar een specifiek molecuul katalyseert.

fosfatase: Fosfatase verwijst naar een enzym dat de hydrolyse van organische fosfaten in een zuur of alkalisch milieu katalyseert.

Fosforylering / Defosforylering

kinase: Kinases katalyseren fosforylatie.

fosfatase: Fosfatasen katalyseren defosforylatie.

Type

kinase: Kinasen zijn een type fosfotransferasen.

fosfatase: Fosfatasen zijn een type hydrolasen.

Extra moleculen

kinase: Kinases gebruiken ATP om fosfaatgroepen te verkrijgen.

fosfatase: Fosfatasen gebruiken watermoleculen om hydroxylgroepen over te dragen.

Regulatie van eiwitten

kinase: De toevoeging van fosfaatgroepen door kinasen activeert eiwitten.

fosfatase: De verwijdering van fosfaatgroepen door fosfatasen deactiveert eiwitten.

Voorbeelden

kinase: CDK's, MAPK's, fosfatidylinositol-kinasen en hexokinasen zijn enkele van de voorbeelden van de kinasen.

fosfatase: PP2A, PP2B en nucleotidasen zijn enkele voorbeelden van fosfatasen.

Conclusie

Kinase en fosfatase zijn twee soorten enzymen die bestaan ​​uit tegengestelde acties op de fosfaatgroepen. Kinasen zijn een type fosfotransferasen die fosfaatgroepen aan het substraat toevoegen van ATP-moleculen. Fosfatasen zijn echter een type hydrolasen die fosfaatgroepen van substraten verwijderen. Kinasen en fosfatasen zijn betrokken bij de celsignaleringsroutes door respectievelijk verschillende eiwitten te activeren en te deactiveren. Het belangrijkste verschil tussen kinase en fosfatase is de werking van elk enzym in de cel.

Referentie:

1. "Kinase (s)." BPS Bioscience, Inc., hier beschikbaar.
2. "Phosphatase." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 oktober 2017, hier beschikbaar.

Afbeelding met dank aan:

1. "Ch4 kinasen" door NIGMS - Geneesmiddelen door Design, National Institute of General Medical Sciences (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Algemeen fosfatasemechanisme" door Lovinne - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia