激酶(kinase)和磷酸化酶(phosphorylase)的區別
激酶和磷酸化酶都是處理磷酸鹽的酶，儘管它們的功能和性質不同。它們之間的關鍵區別在於，激酶是一種催化磷酸基團從ATP分子轉移到特定分子的酶，而磷酸化酶是一種將磷酸基團引入有機分子，特別是葡萄糖的酶。這篇文章將介紹激酶和磷酸化酶處理磷酸鹽，並解釋什麼是區別激酶和磷酸化酶。
什麼是磷酸化酶(phosphorylase)？
磷酸化酶是20世紀30年代末由earlw.Sutherland Jr.發現的。這些酶催化無機磷酸鹽或磷酸鹽+氫的磷酸鹽基團加入有機分子受體。例如，糖原磷酸化酶可催化由包含糖原、澱粉或麥芽糊精分子的葡聚糖合成葡萄糖-1-磷酸。這個反應被稱為磷解作用，也類似於水解作用。然而，唯一不同的是，它是一種磷酸鹽，而不是一種水分子放在鍵上。
多核苷酸磷酸化酶的結構
什麼是激酶(kinase)？
激酶酶可以催化磷酸基團從高能磷酸供體分子轉移到特定底物。當底物獲得一個磷酸基，而ATP的高能分子捐贈一個磷酸基時，這個過程被認為是磷酸化。在這個磷酸化過程中，激酶起著重要作用，它是磷酸轉移酶大家族的一部分。因此，激酶在細胞代謝、蛋白質調節、細胞運輸和許多細胞途徑中都非常重要。
二羥基丙酮激酶與非水解ATP類似物的配合物
什麼是激酶與磷酸化酶的區別(the differences between kinase and phosphorylase)？
激酶和磷酸化酶的定義
激酶：激酶是一種催化磷酸基團從高能磷酸供體分子轉移到特定底物的酶。
磷酸化酶：磷酸化酶是一種酶，催化從無機磷酸鹽或磷酸鹽+氫向有機分子受體添加磷酸鹽基團。
激酶和磷酸化酶的特性
作用機理
Kinase: Catalyze the tran**ission of a terminal phosphate group of ATP to an -OH group on a substrate. Thereby produce a phosphate ester bond in the product. The reaction is known as phosphorylation, and the overall reaction is written as,
Phosphorylase: Catalyze the introduction of a phosphate group into an organic molecule. The reaction is known as a phosphorylysis and the overall reaction is written as,
磷酸供體在激酶與磷酸化酶反應中的作用
激酶：來自ATP分子的磷酸基
磷酸化酶：無機磷酸鹽中的磷酸基
激酶和磷酸化酶的底物
激酶：特殊的有機分子，如碳水化合物、蛋白質或脂質
磷酸化酶：主要是葡萄糖的有機分子
激酶和磷酸化酶的最終產物
激酶：ADP（能量分子）+磷酸化底物
磷酸化酶：如果底物是葡萄糖，它可以產生葡萄糖-1-磷酸
激酶和磷酸化酶的結構
激酶：激酶是一種非常複雜的三級結構蛋白。
磷酸化酶：磷酸化酶的生物活性形式是兩個相等的蛋白質亞單位的二聚體。例如糖原磷酸化酶是一種巨大的蛋白質，含有842個氨基酸，質量為97.434kda。糖原磷酸化酶二聚體具有重要的生物學意義，包括催化位點、糖原結合位點和變構位點。
激酶和磷酸化酶的調節
激酶：激酶活性受到高度調節，對細胞有強烈的影響。激酶通過磷酸化、結合蛋白激活劑或蛋白抑制劑或通過調節它們在細胞中相對於底物的位置來激活或關閉。
磷酸化酶：糖原磷酸化酶受變構控制和磷酸化調節。腎上腺素和胰島素等激素也能調節糖原磷酸化酶。
激酶和磷酸化酶的分類
激酶：根據作用於底物的不同，激酶可分為多種類型，如蛋白激酶、脂類激酶和碳水化合物激酶。
磷酸化酶：磷酸化酶分為兩類：糖基轉移酶和核苷酸轉移酶。糖基轉移酶的例子是，
- 糖原磷酸化酶
- 澱粉磷酸化酶
- 麥芽糊精磷酸化酶
- 嘌呤核苷磷酸化酶
核苷酸轉移酶的例子是，
- 多核苷酸磷酸化酶
激酶和磷酸化酶的病理學
激酶：抑制激酶活性可導致人類癌症和疾病，包括某些類型的白血病和許多其他疾病，因為激酶調節許多控制細胞週期的階段，包括生長、運動和死亡。
磷酸化酶：一些中間狀態如糖原貯積病V型肌糖原和糖原貯積病VI型肝糖原等都與磷酸化酶有關。
References Chang. S., Rosenberg, M.J., Morton, H., Francomano, C.A. and Biesecker, L.G. (1998). Identification of a mutation in liver glycogen phosphorylase in glycogen storage disease type VI. Hum. Mol. Genet., 7(5): 865–70. Ciesla, J., Frączyk, T. and Rode, W. (2011). Phosphorylation of basic amino acid residues in proteins: important but easily missed. Acta Biochimica Polonica, 58(2): 137–147. Hunter, T. (1991). Protein kinase classification. Methods in Enzymology, 200: 3–37. Johnson, L. N. (2009). The regulation of protein phosphorylation. Biochem Soc. Trans., 37(2): 627–641. Johnson, L. N. and Barford, D. (1993). The effects of phosphorylation on the structure and function of proteins. Annual review of biophysics and biomolecular structure, 22(1): 199-232. Manning, G. and Whyte, D. B. (2002). The protein kinase complement of the human genome. Science, 298(5600): 1912–1934. Image Courtesy: “Active site of Dihydroxyacetone Kinase” by Bdoc13 – Own work. (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Comm*** “Crystal structure 1E**”. ( Public Domain) via Wikimedia Comm***
