磷酸酶
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品種簡(jiǎn)介
磷酸酶（phosphatase）是一種能夠?qū)?duì)應(yīng)底物去磷酸化的酶，即通過(guò)水解磷酸單酯將底物分子上的磷酸基團(tuán)除去，并生成磷酸根離子和自由的羥基。磷酸酶的作用與激酶的作用正相反，激酶是磷酸化酶，可以利用能量分子，如ATP，將磷酸基團(tuán)加到對(duì)應(yīng)底物分子上。在許多生物體中都普遍存在的一種磷酸酶是堿性磷酸酶?！ ?/p>
品種分類(lèi)
磷酸酶可以被分為兩類(lèi)：半胱氨酸依賴(lài)的磷酸酶和金屬磷酸酶（其活性依賴(lài)位于活性位點(diǎn)上的金屬離子）。
催化機(jī)制
半胱氨酸依賴(lài)的磷酸酶通過(guò)形成磷酸－半胱氨酸中間體來(lái)催化磷酸酯鍵的斷裂，具體過(guò)程如下（以磷酸化的酪氨酸去磷酸化過(guò)程為例，參見(jiàn)右圖）：[1]
首先，酶活性位點(diǎn)上的自由的半胱氨酸親核基團(tuán)進(jìn)攻磷酸基團(tuán)中的磷原子并成鍵；然后，連接磷酸基團(tuán)與酪氨酸的P-O鍵接受位置合適的酸性氨基酸（如天冬氨酸）或水分子所提供的質(zhì)子，發(fā)生質(zhì)子化，從而形成磷酸－半胱氨酸中間體；這一中間體被另一個(gè)水分子所水解，酶的活性位點(diǎn)被釋放，可以繼續(xù)下一個(gè)去磷酸化反應(yīng)。
金屬磷酸酶的活性位點(diǎn)上結(jié)合了兩個(gè)催化所必需的金屬離子。而對(duì)于這兩個(gè)金屬離子的性質(zhì)的研究結(jié)果并不一致，因此到目前為止還沒(méi)有定論?，F(xiàn)有的證據(jù)只能夠表明，這兩種金屬可以是鎂、錳、鐵、鋅的任意組合，并且兩個(gè)金屬離子之間通過(guò)一個(gè)氫氧根離子相連。目前認(rèn)為這一氫氧根離子參與了對(duì)磷的親核攻擊。
根據(jù)所催化的底物特異性，磷酸酶可以被細(xì)分為如下五種。
類(lèi)別 例子 底物
酪氨酸特異性磷酸酶 PTP1B 磷酸化酪氨酸
雙特異性磷酸酶 VHR 磷酸化酪氨酸/絲氨酸/蘇氨酸
組氨酸磷酸酶 PHP 磷酸化組氨酸
脂類(lèi)磷酸酶 PTEN 磷脂酰肌醇3，4，5-三磷酸（Phosphatidyl-Inositol-3,4,5-Triphosphate）
生物學(xué)功能
磷酸酶與激酶或磷酸化酶的磷酸化作用正相反。磷酸化可以使一個(gè)酶被激活或失活（如，激酶信號(hào)通路[7] )，也可以使一個(gè)蛋白－蛋白間相互作用發(fā)生(如SH3結(jié)構(gòu)域)；因此，磷酸酶是許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路控制磷酸化所必需的。值得一提的是，磷酸化或去磷酸化并不一定對(duì)應(yīng)著酶的激活或抑制，而且一些酶有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)參與激活或抑制的調(diào)控。例如，周期素依賴(lài)性激酶（CDK）有多個(gè)能夠被磷酸化的特定氨基酸殘基，而激活或抑制對(duì)應(yīng)不同殘基的磷酸化。磷酸之所以對(duì)于信號(hào)傳導(dǎo)很重要，其原因在于它能夠?qū)ζ渌Y(jié)合的蛋白的行動(dòng)進(jìn)行調(diào)控；而除去磷酸，則是一種反向作用（如果磷酸化是激活作用，則去磷酸化就是抑制作用），磷酸酶就在這里扮演了重要的角色?！ ?/p>
蛋白磷酸酶
品種特性
絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白磷酸酶
磷酸化的絲氨酸和蘇氨酸在生理條件下十分穩(wěn)定，因此可以需要用磷酸酶來(lái)除去磷酸，以進(jìn)行調(diào)控。已知的四種絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白磷酸酶如下：
1. PP1 (α, β, γ1, γ2)
2. PP2A
3. PP2B (AKA，鈣調(diào)節(jié)神經(jīng)磷酸酶)
4. PP2C
5. PP4
6. PP5
前三種酶的催化結(jié)構(gòu)域具有序列同源性，但底物特異性不同。
通過(guò)細(xì)胞內(nèi)定位和特定的抑制蛋白，可以對(duì)絲氨酸/蘇氨酸特異性蛋白磷酸酶進(jìn)行調(diào)控?！ ?/p>
品種區(qū)別
注意磷酸酶(phosphatase)和磷酸化酶(phosphorylase)的區(qū)別，磷酸化酶作用機(jī)理類(lèi)似水解酶，將A-B分解為AOH和B-phosphate。
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