Le fosfatasi sono enzimi appartenenti alla classe delle idrolasi, noti per la loro capacità di rimuovere il fosfato organico dai substrati cellulari. Questa funzione li rende cruciali nella defosforilazione delle proteine, svolgendo un ruolo fondamentale in numerosi processi cellulari.
L’azione delle fosfatasi e la loro opposizione alle chinasi
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Questi enzimi operano in contrasto con le chinasi, che appartengono alla famiglia delle fosfotransferasi. Le chinasi sono responsabili del trasferimento di gruppi fosfato da molecole donatrici ad alta energia a substrati specifici. Inoltre, vi sono anche le fosforilasi, una categoria di transferasi che catalizzano l’aggiunta di un gruppo fosfato da un fosfato inorganico a un accettore. Le fosfatasi e le chinasi lavorano insieme per modulare l’attività proteica all’interno delle cellule, spesso in risposta a stimoli esterni. Questi enzimi invertono l’azione delle chinasi rimuovendo i gruppi fosfato attraverso l’idrolisi dei monoesteri di acido fosforico, liberando uno ione fosfato e un gruppo idrossilico.
Ruolo biologico delle fosfatasi
Le fosfatasi rivestono un’importanza critica in molte funzioni biologiche, soprattutto nella regolazione e segnalazione cellulare. La loro capacità di influenzare la crescita cellulare e il metabolismo suggerisce che un certo numero di questi enzimi potrebbe rappresentare un obiettivo clinico significativo. Questi enzimi possono essere classificati in base alla specificità del substrato o al meccanismo d’azione. In passato, una classificazione si basava sul pH ottimale per l’attività catalitica, distinguendo tra fosfatasi acide e alcaline.
Tipi di fosfatasi
Queste proteine si suddividono in tre categorie principali. Il primo gruppo è costituito da fosfatasi non specifiche, una vasta classe di enzimi che comprende sia fosfatasi alcaline che acide, capaci di catalizzare l’idrolisi di una grande varietà di esteri fosfatici. Esse impiegano un nucleofilo presente nel sito attivo. In secondo luogo, abbiamo le fosfatasi specifiche per fosfoproteine, le quali agiscono su fosfoproteine e fosfopeptidi. Le sottoclassi più numerose includono le fosfatasi proteiche serina/treonina (PPasi) e le fosfatasi proteiche tirosina (PTPasi), così come quelle a doppia specificità, in grado di idrolizzare substrati contenenti fosfotirosina e fosfoserina/treonina. Infine, esistono fosfatasi specifiche per piccole molecole, destinate a un substrato o a un gruppo correlato di substrati simili nella struttura.
Caratteristiche delle fosfatasi alcaline
Le fosfatasi alcaline, note come ALP, sono tra le più studiate. Questi isoenzimi sono situati sulla superficie della membrana cellulare e sono coinvolti in numerosi processi fisiologici. Le loro funzioni principali comprendono la catalisi di reazioni di defosforilazione e transfosforilazione su un ampio ventaglio di substrati fisiologici e non. La ALP è riconosciuta come una fosfo-2-idrolasi mono-estere ortofosforica legata alla membrana, con un’attività ottimale a pH alcalino, compresa tra 9 e 10. Questa enzima rimuove il gruppo fosfato da substrati come fosfoproteine, fosfolipidi, acidi nucleici e nucleotidi. Inoltre, la ALP è una glicoproteina onnipresente che catalizza l’idrolisi dei monoesteri fosfatici in condizioni basiche. Questi enzimi sono omodimerici e utilizzano una diade catalitica formata da zinco (II), uno ione di magnesio (II), una serina nucleofila e un residuo di arginina nel sito attivo. Le ALP si dividono in due tipi: tessuto-specifiche, presenti nell’intestino, nella placenta e nel tessuto germinale, e tessuto-non-specifiche, che sono clinicamente significative poiché costituiscono la maggior parte della frazione circolante nel siero. La fosfatasi alcalina totale è utilizzata come marcatore nella diagnosi e nel monitoraggio del trattamento di malattie associate a gravi disturbi del turnover osseo, come il morbo di Paget. Valori anomali di ALP nel sangue possono indicare varie condizioni di salute, tra cui malattie epatiche, disturbi ossei e malattie renali croniche. Tuttavia, un singolo test di fosfatasi alcalina non è sufficiente per identificare la fonte di ALP nel sangue, rendendo necessari ulteriori test diagnostici. Fonte Verificata
