主な違い – キナーゼとホスホリラーゼ
キナーゼとホスホリラーゼは、リン酸基から基質への変換に関与する 2 種類の酵素です。キナーゼとホスホリラーゼの両方が細胞機能の調節に不可欠です。キナーゼは ATP から特定の物質にリン酸基を転移しますが、ホスホリラーゼはリン酸基をグルコースなどの有機分子に付加します。キナーゼは、ATP などの高エネルギー分子のリン酸基を使用します。しかし、ホスホリラーゼは無機リン酸からのリン酸基を使用します。 主な違い キナーゼとホスホリラーゼの違いは、キナーゼはリン酸基の付加中に基質の結合を切断することに関与しないのに対し、ホスホリラーゼはリン酸基を付加することによって基質とモノマー間の結合を切断することです。
対象となる主な分野
1.キナーゼとは
– 定義、作用機序、役割
2.ホスホリラーゼとは
– 定義、作用機序、役割
3.キナーゼとホスホリラーゼの類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4.キナーゼとホスホリラーゼの違いは何ですか
– 主な違いの比較
重要な用語:アデノシン三リン酸 (ATP)、細胞シグナル伝達、脱リン酸化、グルカン、キナーゼ、ホスホリラーゼ、リン酸化、基質
キナーゼとは
キナーゼとは、ATP 分子から特定の物質へのリン酸基の移動を触媒する酵素を指します。キナーゼは、タンパク質、脂質、単純な炭水化物、および核酸のリン酸化に関与しています。タンパク質では、キナーゼはチロシン、スレオニン、セリンなどのアミノ酸にリン酸基を付加します。タンパク質のリン酸化段階と脱リン酸化段階は細胞内で異なる活性を示すため、タンパク質のリン酸化と脱リン酸化は細胞シグナル伝達において重要です。キナーゼ酵素の作用は 図 1 に示されています .
図 1:キナーゼの作用
脂質分子のリン酸化は、原形質膜の分子組成を維持する上で重要です。リン酸化されたイノシトール分子は、セカンドメッセンジャーとしても機能します。ヌクレオシドのリン酸化は、DNA と RNA の両方の構成要素であるヌクレオチドを形成します。炭水化物キナーゼは、グルコースやフルクトースなどの単純な有機分子にリン酸基を付加します。
ホスホリラーゼとは
ホスホリラーゼは、無機リン酸塩によってリン酸化を触媒する酵素を指します。ホスホリラーゼは、主にグリコーゲンやデンプンなどの多糖類（グルカン）の加水分解に関与しています。ホスホリラーゼの最も一般的なタイプは、グリコーゲンホスホリラーゼであり、リン酸基をグリコーゲン分子のグルコースモノマーに転移させて、グルコース 6-リン酸分子を生成します。これは、ホスホリラーゼ酵素の作用がポリマー分子の結合の分解に関与していることを示しています。グリコーゲンホスホリラーゼの作用は 図 2 に示されています .
図 2:グリコーゲン ホスホリラーゼ
グリコシルトランスフェラーゼとヌクレオチジルトランスフェラーゼは、ホスホリラーゼの 2 つのクラスです。グリコシルトランスフェラーゼは、グルカンからグルコース残基を除去する酵素です。ヌクレオチジルトランスフェラーゼは、3' から 5' へのエキソヌクレアーゼ活性を持つ酵素です。
キナーゼとホスホリラーゼの類似点
- キナーゼとホスホリラーゼはどちらも、分子間のリン酸基の変換に関与する 2 種類の酵素です。
- キナーゼとホスホリラーゼの両方が有機分子にリン酸基を付加します。
- キナーゼとホスホリラーゼの両方が、細胞プロセスの調節において重要です。
- リン酸化によってキナーゼとホスホリラーゼの両方を調節できます。
キナーゼとホスホリラーゼの違い
定義
キナーゼ: キナーゼとは、ATP 分子から特定の物質へのリン酸基の転移を触媒する酵素を指します。
ホスホリラーゼ: ホスホリラーゼとは、無機リン酸塩によるリン酸化を触媒する酵素を指します。
作用機序
キナーゼ: キナーゼはリン酸基を ATP から特定の物質に転移します。
ホスホリラーゼ: ホスホリラーゼは、リン酸基をグルコースなどの有機分子に付加します。
リン酸基
キナーゼ: キナーゼは ATP のリン酸基を使用します。
ホスホリラーゼ: ホスホリラーゼは無機リン酸基を使用します。
基質
キナーゼ: キナーゼは、タンパク質、脂質、単純炭水化物、核酸などの有機基質にリン酸基を付加します。
ホスホリラーゼ: ホスホリラーゼは、デンプンやグリコーゲンなどのグルカンのモノマー単位にリン酸基を付加します。
絆を破る
キナーゼ: キナーゼは、既存の有機分子にリン酸基を付加します。それらは基質の結合を壊しません。
ホスホリラーゼ: ホスホリラーゼによるリン酸基の付加により、基質の結合が切断されます。
規制
キナーゼ: キナーゼはリン酸化によって調節されます。
ホスホリラーゼ: ホスホリラーゼは、リン酸化またはアロステリック調節によって調節されます。
例
キナーゼ: プロテインキナーゼ、脂質キナーゼ、炭水化物キナーゼはキナーゼの例です。
ホスホリラーゼ: グリコーゲン ホスホリラーゼ、デンプン ホスホリラーゼ、およびポリヌクレオチド ホスホリラーゼは、ホスホリラーゼの例です。
結論
キナーゼとホスホリラーゼは、リン酸基を基質に付加する 2 種類の酵素です。キナーゼは ATP などの高エネルギー分子のリン酸基を使用しますが、ホスホリラーゼは無機リン酸のリン酸基を使用します。キナーゼによる基質へのリン酸基の付加は、基質の結合の分解を促進しません。しかし、リン酸基を追加すると、基質の結合が分解されるか、基質が加水分解され、モノマー単位が生成されます。したがって、キナーゼとホスホリラーゼの主な違いは、リン酸基の付加中の各タイプの酵素の作用機序です。
参照:
1.クーパー、ジョンA.「キナーゼ」。ブリタニカ百科事典、ブリタニカ百科事典、2009 年 1 月 19 日、こちらから入手可能。
2.「ホスホリラーゼ」。ウィキペディア、ウィキメディア財団、2017 年 10 月 4 日、こちらから入手可能。
画像提供:
1.「基本的なリン酸化反応」Bdoc13 – Commons Wikimedia 経由の自作 (CC BY-SA 3.0)
2. Jmun7616 作の「グリコーゲン ホスホリラーゼ 2」 – Commons Wikimedia 経由の自作 (パブリック ドメイン)
