Кіріспе

Фосфатаза – молекуладан фосфат тобын алып тастауды катализдейтін фермент. Биохимияда фосфатаза – суды фосфор қышқылының моноэстерін фосфат ионы мен спиртке бөлу үшін пайдаланатын фермент. Фосфатаза ферменті өзінің субстратының гидролизіне катализатор болғандықтан, ол гидролазалардың кіші тобына жатады. Фосфатаза ферменттері көптеген биологиялық функциялар үшін маңызды, себебі фосфорилирлеу (мысалы, белок кинезалары арқылы) және дефосфорилирлеу (фосфатазалар арқылы) жасушалық реттеу және сигнал беруде әртүрлі рөлдер атқарады. Фосфатазалар молекулалардан фосфат топтарын алып тастаса, киназалар АТФ-тан молекулаларға фосфат топтарының ауысуын катализдейді. Бірге киназалар мен фосфатазалар жасушаның реттеуші желісіне қажетті посттрансляциялық модификация түрін басқарады. Фосфатаза ферменттерін фосфорилаза ферменттерімен шатастыруға болмайды, олар фосфат тобын сутек фосфатынан қабылдаушыға ауыстыруды катализдейді. Жасушалық реттеуде кең таралғандықтан, фосфатазалар фармацевтикалық зерттеулер үшін қызығушылық тудыратын сала болып табылады.

Биохимия

Фосфатазалар фосфомоноэстердің гидролизіне катализаторлық әсер етеді, субстраттан фосфат тобын алып тастайды. Реакцияда су бөлінеді, ОН тобы фосфат ионына қосылады, ал H+ протоны екінші өнімнің гидроксил тобын протондандырады. Реакцияның жалқы нәтижесі – фосфомоноэстердің ыдырауы және фосфат ионының, сондай-ақ бос гидроксил тобы бар молекуланың түзілуі. Зерттеулер көрсеткендей, "қосылу өзара әрекеттесулері" субстратты байланыстыруда маңызды рөл атқарады. Қосылу өзара әрекеттесулері фосфатазаларды аллостерикалық түрде реттеуге және осылайша олардың каталитикалық белсенділігіне әсер етуге қабілетті.

Функциялар

Киназалардан өзгеше, фосфатаза ферменттері кең ауқымды субстраттар мен реакцияларды таниды және катализдейді. Мысалы, адамдарда Ser/Thr киназалары Ser/Thr фосфатазаларынан он есе көп. Екі маңызды белок фосфатазасы – PP2A және PP2B. PP2A ДНК репликациясы, метаболизм, транскрипция және даму сияқты көптеген реттеу процестеріне қатысады. PP2B, сондай-ақ кальцинеурин деп аталады, T-жасушаларының көбеюіне қатысады; осы себепті ол иммундық жүйені басуға бағытталған кейбір дәрілердің нысаны болып табылады. Нуклеотидазалар жасушалық гомеостаз үшін маңызды, себебі олар нуклеотидтер мен нуклеозидтер арасындағы тепе-тең қатынасты сақтауға жартылай жауапты. Кейбір нуклеотидазалар жасуша сыртында жұмыс істейді, жасушаға тасымалданатын және жасушаның қайта құру жолдары арқылы нуклеотидтерді жаңартуға қолданылатын нуклеозидтерді құрайды. Жасуша ішінде нуклеотидазалар стрестік жағдайда энергия деңгейін сақтауға көмектеседі. Оттегі мен қоректік заттар жетіспейтін жасуша, жасушаның негізгі энергия бірлігі АТФ сияқты нуклеозид трифосфаттарының деңгейін көтеру үшін көбірек нуклеотидтерді катаболизмдейді.

Глюконеогенезде

Фосфатазалар көмірсуларға да әсер ете алады, мысалы, глюконеогенез процесіндегі аралық заттарға. Глюконеогенез – бұл глюкозаның көмірсулар емес прекурсорлардан синтезделетін биосинтез жолы; бұл жол маңызды, себебі көптеген тіндер энергияны тек глюкозадан ғана ала алады. Олардың әрқайсысы алты көміртегілі қант фосфатының аралық қосылысынан фосфат тобын алып тастайды.

Жіктеу

Фосфатазалардың кең класының ішінде Фермент комиссиясы 104 түрлі ферменттік отбасыны мойындайды. Фосфатазалар субстратқа қатысты таңдаулылығы және каталитикалық домендердегі тізбектік гомологиясы бойынша жіктеледі.