Unterschied zwischen Kinase und Phosphatase

Hauptunterschied - Kinase vs. Phosphatase

Kinase und Phosphatase sind zwei Arten von Enzymen, die an der Übertragung von Phosphatgruppen zwischen Molekülen beteiligt sind. Das Hauptunterschied zwischen Kinase und Phosphatase ist das Kinase ist eine Art von Phosphotransferase, die eine Phosphatgruppe vom ATP auf ein Substrat überträgt, während Phosphatase eine Art von Hydrolase ist, die Phosphatgruppen von biologischen Verbindungen entfernt. Beide Familien von Enzymen sind an der Regulierung der Aktivität von Proteinen durch Hinzufügen oder Entfernen von Phosphatgruppen von Proteinen beteiligt. Die Zugabe einer Phosphatgruppe zu einem Protein durch eine Kinase kann das Protein aktivieren, während die Entfernung der Phosphatgruppe aus dem Protein das Protein deaktivieren kann. Die meisten dieser Arten regulierter Proteine ​​wirken als Enzyme. Die Regulierung der Proteinaktivität erfolgt auf der Grundlage von äußeren Reizen.

Wichtige Bereiche

1. Was ist eine Kinase?
      - Definition, Funktionen, Rolle
2. Was ist eine Phosphatase?
      - Definition, Funktionen, Rolle
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Kinase und Phosphatase?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Kinase und Phosphatase?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Aktivitätsregulierung, ATP, Zellsignalisierung, Enzyme, Hydrolase, Kinase, Phosphatase, Phosphotransferase

Was ist eine Kinase?

Kinase bezieht sich auf ein Enzym, das den Transfer einer Phosphatgruppe von ATP auf ein bestimmtes Molekül katalysiert. Kinasen sind daher die Enzyme, die für die Phosphorylierung von Biomolekülen wie Kohlenhydraten, Lipiden, Proteinen und Nukleinsäuren verantwortlich sind. Die Phosphorylierung von Proteinen kann das Protein aktivieren. Diese Aktivierung von Proteinen ist wichtig für die Signalwege der Zelle, da sie als Reaktion auf externe Stimuli erfolgen kann. Die Phosphorylierung findet in Tyrosin-, Threonin- und Serinresten des Proteins statt. Die Phosphatgruppe wird aus einem ATP-Molekül erhalten. Bei der Phosphorylierung von Lipidmolekülen entstehen Phospholipide, die Hauptbestandteile einer Zellmembran. Die phosphorylierten Formen der Inositolmoleküle dienen als Second Messenger. Durch die Anlagerung von Phosphatgruppen an Nukleoside werden Nukleotide gebildet, die die Bausteine ​​von DNA und RNA sind. Kohlenhydratkinasen addieren Phosphatgruppen zu einfachen organischen Molekülen wie Glucose und Fructose. Die allgemeine Wirkung einer Kinase auf ein Protein ist in gezeigt Abbildung 1.

Abbildung 1: Kinase-Aktion

Cyclin-abhängige Kinasen (CDKs) und Mitogen-aktivierte Proteinkinasen (MAPKs) sind zwei Arten von Proteinkinasen. CDKs sind wichtig für die Regulation der Zellteilung. Daher können mutierte CDKs bei Krebs zu einer unkontrollierten Zellteilung führen. Beispiele für Lipidkinasen sind Phosphatidylinositinkinasen und Sphingosinkinasen (SK). Hexokinase und Phosphofructokinase sind Kohlenhydratkinasen. Nukleosid-Phosphat-Kinase und Nukleotid-Diphosphat-Kinase sind die beiden Kinasen, die an der Phosphorylierung von Nukleosid und Nukleotiden beteiligt sind.

Was ist eine Phosphatase?

Phosphatase bezieht sich auf ein Enzym, das die Hydrolyse organischer Phosphate in einem sauren oder alkalischen Medium katalysiert. Phosphatasen sind daher für die Dephosphorylierung von Biomolekülen verantwortlich. Da Phosphatasen Wassermoleküle verwenden, um eine Hydroxylgruppe an das Substrat anzulagern, werden Phosphatasen der Hydrolasefamilie zugeordnet. Die Wirkung der Phosphatasen ist das Gegenteil der Kinasen. Daher sind Phosphatasen an der Deaktivierung von Proteinen in den zellulären Signalwegen beteiligt. Die Entfernung der Phosphatgruppe kann das Protein deaktivieren. Sowohl Kinasen als auch Phosphatasen sind an den posttranslationalen Modifikationen von Proteinen beteiligt. Die allgemeine Wirkung des Phosphataseenzyms ist in gezeigt Figur 2.

Abbildung 2: Phosphataseaktion

PP2A und PP2B sind zwei Beispiele für Proteinphosphatasen, die zelluläre Funktionen wie DNA-Replikation, Transkription, Metabolismus und Entwicklung regulieren. Nukleotidasen sind eine Art von Phosphatasen, die die Hydrolyse von Nukleotiden unter Bildung von Nukleosiden katalysieren. Sie sind wichtig, um das Gleichgewicht zwischen Nukleotiden und Nukleosiden aufrechtzuerhalten. Phosphatasen sind auch an der Glukoneogenese beteiligt, bei der Glukose aus Vorläufern ohne Kohlenhydrate gebildet wird.

Ähnlichkeiten zwischen Kinase und Phosphatase

• Sowohl Kinase als auch Phosphatase sind zwei Enzyme, die Phosphatgruppen zwischen Molekülen übertragen.
• Die Wirkung von Kinasen und Phosphatasen ist an der Regulierung der Aktivität von Proteinen beteiligt.

Unterschied zwischen Kinase und Phosphatase

Definition

Kinase: Kinase bezieht sich auf ein Enzym, das den Transfer einer Phosphatgruppe von ATP auf ein bestimmtes Molekül katalysiert.

Phosphatase: Phosphatase bezieht sich auf ein Enzym, das die Hydrolyse organischer Phosphate in einem sauren oder alkalischen Medium katalysiert.

Phosphorylierung / Dephosphorylierung

Kinase: Kinasen katalysieren die Phosphorylierung.

Phosphatase: Phosphatasen katalysieren die Dephosphorylierung.

Art

Kinase: Kinasen sind eine Art von Phosphotransferasen.

Phosphatase: Phosphatasen sind eine Art Hydrolasen.

Zusätzliche Moleküle

Kinase: Kinasen verwenden ATP, um Phosphatgruppen zu erhalten.

Phosphatase: Phosphatasen verwenden Wassermoleküle zur Übertragung von Hydroxylgruppen.

Regulation von Proteinen

Kinase: Die Anlagerung von Phosphatgruppen durch Kinasen aktiviert Proteine.

Phosphatase: Durch die Entfernung von Phosphatgruppen durch Phosphatasen werden Proteine ​​deaktiviert.

Beispiele

Kinase: CDKs, MAPKs, Phosphatidylinositol-Kinasen und Hexokinasen sind einige der Beispiele der Kinasen.

Phosphatase: PP2A, PP2B und Nukleotidasen sind einige Beispiele für Phosphatasen.

Fazit

Kinase und Phosphatase sind zwei Arten von Enzymen, die aus entgegengesetzten Wirkungen auf die Phosphatgruppen bestehen. Kinasen sind eine Art von Phosphotransferasen, die Phosphatgruppen aus ATP-Molekülen an das Substrat anfügen. Phosphatasen sind jedoch eine Art Hydrolasen, die Phosphatgruppen von Substraten entfernen. Kinasen und Phosphatasen sind an den Zellsignalwegen beteiligt, indem sie verschiedene Proteine ​​aktivieren bzw. deaktivieren. Der Hauptunterschied zwischen Kinase und Phosphatase ist die Wirkung jedes Enzyms innerhalb der Zelle.

Referenz:

1. "Kinase (s)". BPS Bioscience, Inc., hier erhältlich.
2. „Phosphatase“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17. Oktober 2017, hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. "Ch4-Kinasen" von NIGMS - Medicines by Design, Nationales Institut für Allgemeine Medizinische Wissenschaften (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Allgemeiner Phosphatasemechanismus" Von Lovinne - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia