Proteiinifosfataasi 1

Proteiinifosfataasi 1 on entsyymi, joka katalysoi proteiinien defosforylaatiota eli proteiinien seriini- tai treoniiniaminohappoihin esteröityneiden fosfaattiryhmien hydrolyysiä. Entsyymi on tärkeässä roolissa glykogeenin synteesin ja hajotuksen säätelyssä. Glykogeeniaineenvaihdunnan lisäksi proteiinifosfataasi 1 osallistuu useisiin muihin solutason prosesseihin, muun muassa solusykliin, RNA:n silmukointiin, vesikkelien fuusioon, ionikanavien toimintaan ja lihasten supistumiseen. Proteiinifosfataasi 1:n EC-numero on EC 3.1.3.16.

Proteiinifosfataasin toiminta
Proteiinifosfataasi 1 koostuu kahdesta keskenään erilaisesta alayksiköstä. Ihmisellä katalyyttinen alayksikkö on molekyylimassaltaan 37 kDa ja siihen on liittynyt useasta pienemmästä alayksiköstä koostuva säätelyalayksikkö, jonka molekyylimassa on noin 120 kDa. Tämä säätelyalayksikkö sisältää muun muassa glykogeeniin sitoutuvan alueen. Proteiinifosfataasi 1 vaatii kofaktorikseen kalmoduliinin, joka sitoutuu kalsium-ioneihin. Entsyymiä aktivoivia ioneja ovat kalsiumionien lisäksi mangaani ja lisäksi entsyymi vaatii toimiakseen magnesium-ioneja. Proteiinifosfataasi 1:n inhibiittoreita ovat muun muassa siklosporiini, kalykuliinit ja okadaiinihappo.

Proteiinifosfataasi 1 on tärkeä entsyymi glykogeenin metabolian säätelyssä. Se aktivoi glykogeenin synteesiä defosforyloimalla glykogeenisyntaasiin liitettyjä fosfaattiryhmiä ja täten muuttaen sen inaktiivisesta b-muodosta aktiivisempaan a-muotoon. Entsyymi myös inaktivoi glykogeenin hajottamista hydrolysoimalla glykogeenifosforylaasiin liittyneitä fosfaattiryhmiä ja täten muuttaen sen inaktiiviseen muotoon. Kun solut tarvitsevat energiaa ja glykogeenin hajotuksen tulisi aktivoitua, solut erittävät adrenaliinia tai glukagonia. Nämä hormonit aktivoivat proteiinikinaasi A:n, joka inaktivoi proteiinifosfataasi 1 kahdella mekanismilla. Proteiinikinaasi A fosforyloi proteiinifosfataasin säätelyalayksikön siten, että katalyyttinen alayksikkö ei enää kykene sitoutumaan siihen ja tämä inaktivoi proteiinifosfataasi 1:n. Proteiinikinaasi A fosforyloi myös eräitä muita proteiineja, jotka toimivat proteiinifosfataasi 1:n spesifisinä inhibiittoreina ja sitoutuvat entsyymin aktiiviseen alayksikköön estäen sen toiminnan.

Lähteet

Hydrolaasit