什么是磷酸化(Phosphorylation)？

磷酸化是一種在化合物中加入一個磷酸基（PO43-）的化學過程。它通常適用于有機化學，對所有生物都是至關重要的。這個過程涉及蛋白質合成和生產三磷酸腺苷（ATP）- 一種儲存和供應能量的分子通過改變各種蛋白質的結構和活性，在細...

磷酸化是一種在化合物中加入一個磷酸基（PO43-）的化學過程。它通常適用于有機化學，對所有生物都是至關重要的。這個過程涉及蛋白質合成和生產三磷酸腺苷（ATP）-一種儲存和供應能量的分子通過改變各種蛋白質的結構和活性，在細胞內的各種化學信號和調節機制中也起著關鍵作用。

ADP磷酸化為ATP發生在線粒體內。通常，在一個分子上加一個磷酸基的生化反應需要能量。通常，這種能量來自于ATP分子。ATP含有三個磷酸鹽基團，其中一個很容易被去除。這個基團的去除釋放出相當大的能量，它可用于磷酸化反應，其中磷酸基團被添加到另一個分子上，例如葡萄糖。因此，磷酸基可以很容易地從ATP轉移到其他分子。

ATP分子中的磷氧鍵每一個儲存大約7千卡/摩爾的能量。然而，這些反應需要ATP和受體分子結合在一起才能發生轉移。這是通過已知的酶來實現的作為激酶。這些是大的，復雜的蛋白質，可能含有幾百個氨基酸。酶的形狀至關重要：激酶酶的結構使得ATP和受體分子都能很近距離地調節，使反應得以進行。例如甘油激酶，這有助于磷酸基團從ATP轉移到甘油；這是產生磷脂的過程的一部分，磷脂用于細胞膜ATP本身是由一個眾所周知的磷酸化過程產生的，稱為氧化磷酸化，在這個過程中，磷酸基團被添加到二磷酸腺苷（ADP）中產生ATP。這個過程的能量最終來自我們吃的食物，但更具體地說是葡萄糖的氧化。這是一個非常復雜的過程，有許多步驟，但是簡單地說，葡萄糖的能量被用來形成兩種化合物，稱為NADH和FADH2，它們為余下的反應提供能量。這兩種化合物是還原劑，很容易與電子分離，利用NADH和FADH2氧化釋放的能量將磷酸基團添加到ATP分子中；這種反應由ATP合成酶促進。在植物和動物中都發現了許多不同的激酶。由于它們在許多細胞過程中的重要性，磷酸化分析已成為一種常見的實驗室程序。這包括測試細胞材料樣本，以檢查蛋白質是否發生磷酸化，在某些情況下，測量其程度。有許多不同的方法用于檢查磷酸化，包括用放射性同位素標記磷酸基，使用在2011年，額外信號調節激酶（ERK）——參與細胞內信號活動的酶——是一個特別感興趣的領域。ERK磷酸化在調節各種細胞功能，包括有絲分裂和其他過程中發揮作用與細胞分裂有關。這一過程與癌癥研究的某些領域有關，因為它可以被致癌物質和病毒感染激活，導致細胞分裂失控和其他與癌癥有關的影響。有關抑制這一過程的可能癌癥治療方法的研究正在進行中磷酸化分析可用于測試不同物質在這一作用中的有效性。

磷酸化會導致磷脂的形成，磷脂用于細胞膜中。