ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ

ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ — процесс включения остатка минеральной фосфорной кислоты в молекулы различных химических соединений. В клетках животных, растений и микроорганизмов Ф. играет важнейшую роль в обмене веществ и энергии (см.).

Реакции Ф., сопровождающиеся образованием АТФ при фотосинтезе (см.).

Реакции Ф. связаны с самыми разнообразными функциями клетки: механической, осмотической и транспортной, а также действием гормонов (см.), обезвреживанием токсических продуктов обмена веществ и выведением из организма конечных метаболитов, световой адаптацией зрительной клетки (см. Полимеразы).

Известно более 25 ферментов и большое число неферментных белков, функциональная активность к-рых регулируется путем Ф. п де-фосфорилирования. Нервная и гормональная регуляция активности ферментов (см.), связанная с фосфорилированием — дефосфорилированием, играет существенную роль при мышечном сокращении (см.), Мембраны биологические), транспорте ионов (см.), росте и дифференцировке тканей, синтезе и расщеплении белков, углеводов и жиров.

Ф. и дефосфорилирование регулируют активность биомолекул, делая возможным их включение в метаболические циклы или выводя их из активного обмена веществ.

В реакциях Ф. участвуют ферменты, катализирующие перенос различных групп на свободный неорганический фосфат. Это коферментов (см.).

Синтез белка начинается с Ф., обеспечивающего активацию аминокислот при образовании аминоациладе-нилатов (см. рибосомы (см.).

Электронно-транспортная система дыхательной цепи и ферменты, участвующие в окислительном Ф., локализуются на внутренней мембране митохондрий (см.) и функционально связаны между собой. Определенные пункты дыхательной цепи сопряжены с синтезом АТФ из АДФ и неорганического фосфата, катализируемого сложным ферментным комплексом — АТФ-синтетазой. В обратной реакции этот же фермент катализирует гидролиз АТФ. Фосфорилирование, связанное с аэробным и анаэробным синтезом АТФ, зависит от величины соотношения АТФ/АДФ в клетке. При высокой величине этого отношения наблюдается торможение синтеза АТФ.

Происходящая при Ф. активация триглицеридлипазы (КФ 3.1.1.3) и инактивация глицерофосфоацил-трансферазы (КФ 2.3.1.15) координирует распад и синтез жиров (см. Мышечная ткань) инактивирует фермент, блокируя сборку миозина в филаменты и проявление АТФ-азной активности актомиозина. Благодаря этому механизму опосредуется вызываемое адреналином расслабление гладких мышц.

Регуляция многих процессов в организме осуществляется путем Ф. и дефосфорилирования белков под действием протеинкиназ (см. Фосфатазы). В результате Ф. молекулы ацетил-КоА — карбоксилазы (КФ 6.4.1.2) в нескольких участках, катализируемого разными протеинкиназами, активность фермента снижается и таким образом осуществляется контроль синтеза жирных кислот (см.) в жировой ткани — адреналином и в печени — глюкагоном.

Под действием протеинкиназ происходит также Ф. рибосомных белков и мембранных белков субклеточных органелл, напр, митоза (см.), а фосфорилирование РНК-полимеразы I ведет к активации этого фермента.

Среди большого числа протеинкиназ интерес вызывает так наз. тирозиновая протеинкиназа, выделенная из вируса саркомы Рауса, отличающегося высокой онкогенностью. Она усиленно фосфорилирует многие клеточные белки, в т. ч. белки, ответственные за строение и рост клеток. Бесконтрольное Ф. белков приводит к нарушению их функций. Исследование Ф. белков при опухолевом росте связано с проблемой химиотерапии рака.

Генетически обусловленное выпадение нек-рых процессов Ф. является причиной тяжелых наследственных заболеваний. При мышечной дистрофии нарушаются Ф. Энзимопеническая анемия). Процессы Ф. нарушены также при гепатите (см.), гормональных расстройствах и других болезнях.

Библиогр.: Ленинджер А. Биохимия, пер. с англ., с. 391 и др., М., 1974;

Мосс Д. У. и Баттерворт П. Дж. Энзимология и медицина, пер. с англ., М., 1978;

Скулачев В. П. и Козлов И. А. Протонные аденозинтрифосфатазы, М., 1977; Уайт А. и др. Основы биохимии, пер. с англ., М., 1981; Krebs E. G. a. Beavo J. A. Phosphorylation — dephosphorylation of enzymes, Ann. Rev. Biochem., v. 48, p. 923, 1979; Recently discovered systems of enzyme regulation by reversible phosphorylation, ed. by P. Cohen, Amsterdam— N. Y., 1980.

П. Л. Вульфсон.