主な違い-キナーゼとホスホリラーゼ
キナーゼとホスホリラーゼは2種類の酵素で、リン酸基を基質に変換することに関与している酵素です。 キナーゼもホスホリラーゼも細胞機能の調節に不可欠な酵素である。 キナーゼはATPからリン酸基を特定の物質に転移させるのに対し、ホスホリラーゼはグルコースなどの有機分子にリン酸基を付加させる。 キナーゼはATPのような高エネルギー分子からのリン酸基を利用する。 しかし、ホスホリラーゼは無機リン酸塩からリン酸基を利用する。 キナーゼとホスホリラーゼの主な違いは、キナーゼはリン酸基を付加する際に基質の結合を切ることに関与しないのに対し、ホスホリラーゼはリン酸基を付加することで基質とモノマーとの結合を切ることです
Key Areas Covered
1. キナーゼとは何か
-定義、作用機構、役割
2.ホスホリラーゼとは何か
-定義、作用機構、役割
3.キナーゼとホスホリラーゼの類似点とは
-共通点の概要
4.キナーゼとホスホリラーゼの違いとは
-主要相違点の比較
＜2818＞主要用語。 アデノシン三リン酸（ATP）、セルシグナル、脱リン酸化、グルカン、キナーゼ、ホスホリラーゼ、リン酸化。 基質
キナーゼとは
キナーゼとは、ATP分子から特定の物質へリン酸基を転移させる触媒酵素のことを指します。 キナーゼはタンパク質、脂質、単純糖質、核酸のリン酸化に関与しています。 タンパク質では、キナーゼはチロシン、スレオニン、セリンなどのアミノ酸にリン酸基を付加する。 リン酸化されたタンパク質と脱リン酸化されたタンパク質は細胞内で異なる活性を示すため、タンパク質のリン酸化と脱リン酸化は細胞シグナル伝達において重要である。 キナーゼ酵素の作用を図1に示す。
Figure 1: Action of Kinase
脂質分子のリン酸化は細胞膜の分子構成を保つのに重要である。 イノシトール分子のリン酸化体はセカンドメッセンジャーとしての役割も果たしている。 ヌクレオシドのリン酸化はDNAとRNAの構成単位であるヌクレオチドを形成する。 糖質キナーゼは、グルコースやフルクトースなどの単純な有機分子にリン酸基を付加します。
リン酸化酵素とは
リン酸化酵素とは、無機リン酸によるリン酸化を触媒するあらゆる酵素のことを指します。 ホスホリラーゼは主にグリコーゲンやデンプンなどの多糖類（グルカン）の加水分解に関与している。 最も一般的なのはグリコーゲンホスホリラーゼで、グリコーゲン分子中のグルコース単量体にリン酸基を転移し、グルコース6-リン酸分子を生成する。 このことから、ホスホリラーゼ酵素の作用は、高分子分子の結合の切断に関与していることがわかる。 図2 グリコーゲンホスホリラーゼの作用
Figure 2: Glycogen Phosphorylase
リン酸化酵素にはグリコシルトランスフェラーゼとヌクレオチジル トランスフェラーゼという分類があり、グリコシル基とヌクレオチジルが結合している。 グリコシルトランスフェラーゼはグルカンからグルコース残基を取り除く酵素である。 ヌクレオチジルトランスフェラーゼは、3’から5’へのエキソヌクレアーゼ活性を持つ酵素である。
キナーゼとホスホリラーゼの類似性
- キナーゼとホスホリラーゼは、分子間のリン酸基の変換に関与する2種類の酵素です。
- キナーゼもホスホリラーゼも、有機分子にリン酸基を付加する酵素です。
- キナーゼとホスホリラーゼはどちらも細胞プロセスの調節に重要です。
- キナーゼとホスホリラーゼはどちらもリン酸化によって調節されます。
キナーゼとホスホリラーゼの違い
定義
Kinase: キナーゼとは、ATP分子から特定の物質へのリン酸基の転移を触媒する酵素のことです
Phosphorylase: ホスホリラーゼとは、無機リン酸によるリン酸化を触媒する酵素を指します。
Mechanism of Action
Kinase: キナーゼはATPから特定の物質にリン酸基を転移させます。
Phosphorylase: グルコースなどの有機分子にリン酸基を付加する。
Phosphate Group
Kinase: キナーゼはATPのリン酸基を利用します。
Phosphorylase:
Substrate
Kinase: 無機物のリン酸基を利用する。 キナーゼはタンパク質、脂質、単純炭水化物、核酸などの有機基質にリン酸基を付加します。 ホスホリラーゼは、デンプンやグリコーゲンなどのグルカンの単量体単位にリン酸基を付加します。
Bond Breaking
Kinase.Phosphorylase: Kinaseは、タンパク質、脂質、単純糖質、核酸などの有機基質にリン酸基を付加します。 キナーゼは既存の有機分子にリン酸基を付加する。 基質の結合を切断することはありません。
Phosphorylase:
ホスホリラーゼ：ホスホリラーゼによるリン酸基の付加は、基質の結合を切断する。
制御
キナーゼ。 キナーゼはリン酸化によって制御されます。
Phosphorylase: 9251>
例
キナーゼ：リン酸化またはアロステリック制御によって制御される。 プロテインキナーゼ、脂質キナーゼ、糖質キナーゼがキナーゼの例として挙げられる。
ホスホリラーゼ：グリコーゲンホスホリラーゼ、デンプンホスホリラーゼ、ポリヌクレオチドホスホリラーゼなどがある。
結論
キナーゼとホスホリラーゼは基質にリン酸基をつける2種類の酵素である。 キナーゼはATPなどの高エネルギー分子からのリン酸基を利用し、ホスホリラーゼは無機リン酸塩からのリン酸基を利用する。 キナーゼが基質にリン酸基を付加しても、基質中の結合の破壊は促進されない。 しかし、リン酸基の付加によって基質中の結合が分解されたり、基質が加水分解されてモノマー単位が生成されたりするのである。 したがって、キナーゼとホスホリラーゼの主な違いは、リン酸基付加時のそれぞれのタイプの酵素の作用機構にある。
参考文献：
1. Cooper, John A. “Kinase.”. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 19 Jan. 2009, Available here.
2. “Phosphorylase.”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 4 Oct. 2017, Available here.
画像提供：
1. “Basic phosphorylation reaction” By Bdoc13 – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. “Glycogen phosphorylase2” By Jmun7616 – Own work (Public Domain) via Commons Wikimedia
