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Katalog Portfolio 2017

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Phosphotransferasen

Phosphotransferasen (EC 2.7) katalysieren den Transfer von Phosphatgruppen von einem als Phosphat-Donor agierenden Molekül zu einem spezifischen Substrat-Akzeptor Molekül. Dieser Prozess ist als Phosphorylierung bekannt. Neben der hohen Spezifität hat die biokatalytische Phosphorylierung den Vorteil von milden Reaktionsbedingungen und das zusätzliche Reaktionsschritte, wie das Schützen und Entschützen von funktionalen Gruppen, potentiell vermieden werden können.

Die Abbildung zeigt die allgemeine Reaktionsgleichung der biokatalytischen Phosphorylierung

Allgemeine Reaktionsgleichung der biokatalytischen Phosphorylierung

Die Hauptkategorie der Phosphotransferasen ist in verschiedenen Unterkategorien eingeteilt. Diese Unterteilung basiert auf dem Typ der Phosphat-Akzeptor-Gruppe. Zu den funktionalen Gruppen, die als Phosphat-Akzeptor klassifiziert sind gehören prinzipiell Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen und stickstoff- sowie schwefelhaltige Gruppen. Wichtige Unterklassen der Phosphotransferasen sind verschiedene Kinasen, die eine Phosphatgruppe von Phosphat-Donor ATP auf ein Substrat zu übertragen. Dies bedeutet, dass ATP bei der Umsetzung mit Kinasen in stöchiometrischen Mengen zugesetzt werden oder alternativ durch den Einsatz anderer energiereicher Verbindungen, wie z.B. Phosphoenolpyruvat, regeneriert werden muss. In Ergänzung dazu gibt es in der Natur weitere Phosphoryl-Donoren (z.B. Pyrophosphat) mit variierendem Energielevel, Verfügbarkeit und Spezifität, welche für den biokatalytischen Transfer einer Phosphatgruppe verwendet werden können. Während die Anzahl der Enzyme, die eine Bildung von -N-P-, -S-P- und -C-P-Bindungen vergleichsweise limitiert ist, wurde dagegen eine große Anzahl von Phosphorylasen, Phosphatasen und Phosphotransferasen / Kinasen für die Bildung von -O-P- Bindungen beschrieben.

Die Abbildung zeigt das Schema einer Kinase-katalysierten Phosphorylierung

Schema einer Kinase-katalysierten Phosphorylierung