Der Hauptunterschied zwischen Phosphorylierung und Dephosphorylierung besteht darin, dass Phosphorylierung die Hinzufügung einer Phosphatgruppe an ein Molekül durch Proteinkinase ist. Dephosphorylierung hingegen ist die Entfernung einer Phosphatgruppe von einem Molekül durch Hydrolase, insbesondere durch eine Phosphatase.
Phosphorylierung und Dephosphorylierung sind zwei entscheidende Prozesse in physiologischen Prozessen lebender Organismen. Proteinphosphorylierung und -dephosphorylierung sind sehr wichtig für die Zellsignalisierung, Zellteilung, Proteintranslation, den Stoffwechsel und das Überleben. In einer Zelle werden im Allgemeinen mehr als 30 % der Proteine phosphoryliert. Am wichtigsten ist, dass Phosphorylierung und Dephosphorylierung in allen Arten von Proteinsubstraten wie Strukturproteinen, Enzymen, Membrankanälen, Signalmolekülen usw. stattfinden. Die Regulation von Phosphorylierungs- und Dephosphorylierungsreaktionen wird zusammenfassend als Phosphoregulation bezeichnet.
Was ist Phosphorylierung?
Phosphorylierung ist die Addition oder Übertragung einer Phosphatgruppe an ein Molekül durch ein Enzym namens Proteinkinase. Es ist eine Art posttranslationale Modifikation. Im Allgemeinen kommt eine Phosphatgruppe von ATP oder von ADP. Dieser Prozess wird allgemein in vielen physiologischen Prozessen beobachtet, die in lebenden Organismen auftreten, insbesondere bei der Regulierung von Proteinfunktion, -lokalisierung, -konformation, -interaktion und -clearance. Darüber hinaus ist die Phosphorylierung entscheidend für die extrazelluläre Signalübertragung. Neurotransmitter, Hormone, Zytokine usw. entf alten ihre Wirkung, indem sie die Phosphorylierung in ihren Zielzellen regulieren.
Abbildung 01: Phosphorylierung
Es gibt mehr als 200000 Phosphorylierungsstellen im menschlichen Genom. Mehr als 500 verschiedene Kinasen sind an den Phosphorylierungsmechanismen beteiligt.
Was ist Dephosphorylierung?
Dephosphorylierung ist das Gegenstück zur Phosphorylierung. Dephosphorylierung bezieht sich auf die Entfernung einer Phosphatgruppe von einem Molekül, insbesondere von einer organischen Verbindung. Es entsteht durch Hydrolyse. Hydrolase, insbesondere Phosphatase, ist das Enzym, das die Dephosphorylierung katalysiert. Ähnlich wie die Phosphorylierung ist die Dephosphorylierung in vielen zellulären Prozessen wichtig. Bei der Phosphorylierung wird ATP unter Freisetzung einer Phosphatgruppe und Energie in ADP umgewandelt. Die Entfernung einer Phosphatgruppe erfolgt über eine Hydratationsreaktion durch Zugabe eines Wassermoleküls und Regenerierung einer Hydroxylgruppe.
Abbildung 02: Dephosphorylierung
Proteine werden oft dephosphoryliert. Die Proteindephosphorylierung ist ein Schlüsselprozess bei der Zellsignalisierung. Darüber hinaus spielt die Dephosphorylierung eine große Rolle beim Klonen unter Verwendung von Restriktionsenzymen. Dephosphorylierende Phosphatasen verhindern eine Religation.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Phosphorylierung und Dephosphorylierung?
- Dephosphorylierung ist das Gegenstück zur Phosphorylierung.
- An beiden Prozessen sind Phosphatgruppen beteiligt.
- Außerdem sind sie enzymkatalysierende Reaktionen.
- Und beide Reaktionen sind reversibel.
- Außerdem können beide Prozesse zur Aktivierung oder Deaktivierung eines Proteins verwendet werden.
- Das sind wichtige posttranslationale Modifikationen.
Was ist der Unterschied zwischen Phosphorylierung und Dephosphorylierung?
Phosphorylierung ist die Addition einer Phosphatgruppe an ein Molekül durch Proteinkinase, während Dephosphorylierung die Entfernung einer Phosphatgruppe von einem Molekül durch eine Phosphatase ist. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Phosphorylierung und Dephosphorylierung. Darüber hinaus wird die Phosphorylierung durch die Proteinkinasen katalysiert, während die Dephosphorylierung durch die Phosphatasen katalysiert wird.
Die folgende Infografik fasst den Unterschied zwischen Phosphorylierung und Dephosphorylierung zusammen.
Zusammenfassung – Phosphorylierung vs. Dephosphorylierung
Phosphorylierung und Dephosphorylierung sind zwei Prozesse, die für alle Arten von physiologischen Prozessen entscheidend sind. Bei der Phosphorylierung findet die Übertragung einer Phosphatgruppe auf ein Molekül statt. Die entgegengesetzte Reaktion findet bei der Dephosphorylierung statt. Bei der Dephosphorylierung wird eine Phosphatgruppe von einem Molekül entfernt. Dies ist also der Hauptunterschied zwischen Phosphorylierung und Dephosphorylierung. Beide Reaktionen sind jedoch reversibel. Darüber hinaus sind Enzyme für die Katalyse beider Arten von Reaktionen unerlässlich. Proteinkinasen katalysieren die Phosphorylierung, während Phosphatasen die Dephosphorylierung katalysieren.
