Phosphorylation – Modes of Cell Communication

00:00 Bevor wir das tun, müssen wir uns mit dem Konzept der Phosphorylierung beschäftigen. Ich habe bereits die Gedanken erklärt, dass ATP das Währungsmolekül der Energie ist. Wir phosphorylieren also oder fügen dem ATP Phosphate hinzu, um es hochenergetisch zu machen und können dann Energie aus diesem Energiemolekül, durch das Entfernen eines Phosphats, freisetzen. Auf ähnliche Weise können wir Proteine phosphorylieren. Und das kann entweder deaktivierend oder aktivierend auf einen Signaltransduktionsweg wirken. Es kann also buchstäblich einen Prozess ein- oder ausschalten.

00:41 Manchmal fügen wir ein Phosphat hinzu, um einen Prozess in Gang zu setzen oder ein Protein zu aktivieren, das einen Signalübertragungsweg aktiviert.

00:48 Manchmal kann die Phosphorylierung am Ende ein Protein phosphorylieren, das das System abschaltet.

00:56 Meistens handelt es sich jedoch um einen Aktivator. Also noch einmal einen Überblick darüber, wie ATP gebildet wird. Wir nehmen ein Adenosin-Diphosphat, fügen ein wenig Energie hinzu und das Phosphatmolekül wird angehängt. Wenn wir dephosphorylieren, entfernen wir das Phosphat. Es wird Energie freigesetzt, die wir nutzen können, um unser Körpersystem oder zelluläre Prozesse zu betreiben, wobei ADP entsteht. Dies ist also ein fortlaufender Zyklus. Wir werden ihn im Laufe dieses Kurses noch viele Male brauchen.

01:27 So wie wir ADP phosphorylieren und daraus ATP machen können, können wir auch Proteine phosphorylieren. Und das ist, was in unseren Signaltransduktionskaskaden sehr häufig passiert, um zelluläre Wirkungen hervorzurufen. In diesem Fall also haben wir vielleicht eine Proteinkinase und ATP -oder vielleicht auch GTP- kommt und gibt ein Phosphat ab, bindet es an das Protein und verlässt es als ADP. Wir haben jetzt also eine Protein phosphoryliert.

02:02 Das könnte z.B. eine Proteinkinase sein und wir werden viele davon im Laufe dieser Vorlesung untersuchen.

02:07 Sobald also ein Protein phosphoryliert ist, kann es tatsächlich eine Kaskade, bzw. einen Signaltransduktionsweg, aktivieren oder etwas abschalten. Vielleicht schnappt sich dieses Protein also ein anderes Protein und verhindert, dass es seine Wirkung entfalten kann. Die Phosphorylierung kann also entweder eine positive Wirkung oder eine negative, abschaltende Wirkung auf die Signaltransduktion haben.

02:41 Diese Proteine können auch dephosphoryliert werden, richtig. Dabei wird die Phosphatgruppe entfernt. Das Enzym, das die Phosphatgruppe entfernt, wird als Proteinphosphatase bezeichnet. "-ase" ist wiederum ein Enzym, das das Phosphat entfernt, sodass dieses Phosphat recycelt und vielleicht wieder an ein anderes Protein angefügt werden kann. Im Allgemeinen ist das Molekül, das Phosphate hinzufügt, ATP.

03:06 Allerdings kommt auch GTP ins Spiel, weil wir G-Protein-modulierte Antworten haben.