Phosphatasen sind Enzyme, die als Katalysatoren bei der Hydrolyse organischer Phosphorsäure wirken. Phosphatase-Enzyme können in zwei Kategorien eingeteilt werden: alkalisch und sauer. Alkalische Phosphatasen finden sich in hohen Konzentrationen in der Leber, wachsenden Knochen und der Plazenta. Sie sind so benannt, weil alkalische Phosphatasen in alkalischen Medien wirken, im Gegensatz zu sauren Phosphatasen, die in sauren Medien aktiv sind.
Hydrolyse von Phosphorsäure
- Während der Hydrolyse von Phosphorsäure wird eine Phosphatgruppe von ihrem Substrat (d. h. Phosphorsäure) entfernt und in ein Phosphat-Ion und ein Molekül mit einer freien Hydroxylgruppe umgewandelt. Die Rolle der Phosphatase ist genau das Gegenteil der von Kinase und Phosphorylase, die mithilfe von energieliefernden Molekülen ATP (Adenosintriphosphat) Phosphatgruppen an Proteine anhängen. Das Hinzufügen einer Phosphatgruppe kann eine Protein-Protein-Interaktion auslösen. Dies kann auch die Funktion eines Enzyms aktivieren oder deaktivieren. Phosphatase ist ein wichtiger Bestandteil vieler biologischer Prozesse, die genetische Transduktion betreffen, da sie die Proteine regulieren kann, an die sie gebunden ist.
Zellphysiologie
- Einige Klassen von Phosphatase-Enzymen werden als an vielen häufigen physiologischen Störungen beteiligt befunden. Diese Tatsache zeigt, dass Phosphatasen viele grundlegende Prozesse in der Zellphysiologie kontrollieren. Phosphatasen können auch genetische Veränderungen verhindern. Sie werden als Reaktion auf DNA-Schäden abgebaut, wodurch Chromosomenanomalien verhindert werden. Phosphatasen fördern auch den Fortschritt des Zellzyklus.
Physiologische Relevanz
- Phosphatasen sind an fast jedem zellulären Prozess, jeder biologischen Funktion und jeder Kontrolle beteiligt, einschließlich Gen-Transkription (d. h. Konstruktion von Boten-RNA unter Verwendung einer DNA-Molekül) und Translation (d. h. der Prozess der Bildung eines Proteinmoleküls), Zellbewegung, Zellzyklusfortschritt, Stoffwechsel, Apoptose (d. h. eine Art von Zelltod), Proteinstabilität, Zytoskelett-Störung und Proteinstabilität.
Diagnostik
- Im Blut sind abnorm hohe Phosphatasewerte ein Hinweis auf bestimmte Malignome, Leber- oder Knochenkrankheiten sowie Gallenwegverschluss. Abnorm niedrige Phosphatasewerte gelten als genetische Störung, bekannt als „Hypophosphatasie“, die bei Kindern Knochendeformitäten verursacht. Phosphatasen sind auch wichtig für die Insulinsekretion.
Neuronale Funktionen
- Im Gehirn werden Phosphatasen in mehreren Kompartimenten von Neuroglia und Neuronen gefunden und spielen eine wichtige Rolle bei verschiedenen neuronalen Funktionen (d. h. Prä- und postsynaptische und Genexpression). Diese Funktionen sind auch wichtig für die Aufrechterhaltung der koordinierten Wirkung von Signalwegekaskaden.
