단백질 인산화

단백질 인산화 (Protein phosphorylation)는 단백질의 아미노산 잔기에 인산기(phosphate group, PO₄³⁻)를 공유 결합시키는 가역적인 생화학적 과정이다. 인산화는 주로 단백질 키나아제(protein kinase)라는 효소에 의해 촉매되며, 가수분해를 통해 인산기를 제거하는 단백질 포스파타아제(protein phosphatase)에 의해 역반응이 일어난다.

인산화는 단백질의 구조와 활성, 세포 내 위치, 다른 단백질과의 상호작용 등 다양한 특성에 영향을 미친다. 인산기의 부착은 단백질의 전하 분포를 변화시키고, 이로 인해 단백질의 3차원 구조가 변형될 수 있다. 또한, 인산화는 특정 단백질-단백질 상호작용 도메인의 결합 부위를 생성하거나 차단함으로써 단백질 복합체의 형성을 조절할 수 있다.

세포 내에서 단백질 인산화는 신호 전달 경로의 핵심적인 조절 메커니즘으로 작용한다. 외부 자극(예: 성장 인자, 호르몬)이 세포 표면의 수용체에 결합하면, 일련의 인산화 반응을 통해 세포 내로 신호가 전달된다. 이러한 신호 전달 경로는 세포 성장, 분화, 대사, 세포 사멸 등 다양한 세포 활동을 조절하는 데 관여한다.

인산화에 관여하는 주요 아미노산 잔기는 세린(Serine), 트레오닌(Threonine), 티로신(Tyrosine)이며, 각각 세린/트레오닌 키나아제, 티로신 키나아제에 의해 인산화된다. 단백질 인산화의 이상은 암, 당뇨병, 신경 퇴행성 질환 등 다양한 질병과 관련되어 있으며, 이에 대한 연구는 새로운 치료 전략 개발에 중요한 역할을 한다.