فسفرة البروتين كمية متعددة الجوانب ومتنوعة إلى حد بعيد

إن فسفرة البروتين ونزع فسفاته عملية متعددة الجوانب وانتقائية. فليست كل البروتينات معرضة لهذا التعديل، ومن بين العديد من مجموعات الهيدروكسيل للسلاسل الجانبية المتوافرة على سطح بروتين ما، تستهدف ثمالة واحدة أو عدد صغير من الثمالات النوعية. وفي حين أن الوظيفة الإنزيمية الأكثر تأثراً هي الكفاءة التحفيزية للبروتين، يمكن للفسفرة أيضاً أن تغير الألفة للركائز أو التوضع ضمن الخلية أو الاستجابة للتنظيم باللجائن التفارغية. وتستطيع الفسفرة زيادة الكفاءة التحفيزية لانزيم ما محولة إياه إلى شكله النشيط، في حين تحول فسفرة بروتين أخر إلى شكل ذي فعالية وظيفية صغيرة أو عاطل تماماً.

وتخضع العديد من البروتينات للفسفرة في مقرات متعددة، أو تكون عرضة للتنظيم بآليتي الفسفرة — نزع الفسفات والارتباط بلجائن تفارغية. كما يكن تحفيز الفسفرة — نزع الفسفات عند أي مقر بالعديد من كينازات البروتين أو فسفاتازات البروتين؛ ويؤثر العديد من كينازات البروتين ومعظم فسفاتازات البروتين في أكثر من بروتين واحد، وهي ذاتها تخضع للتحويل البيني بين أشكالها النشيطة والعاطلة كاستجابة للارتباط مراسيل ثانوية أو عن طريق التعديل التساهمي بالفسفرة — نزع الفسفات أيضا.

ويؤدي تبادل التأثير بين كينازات البروتين وفسفاتازات البروتين أو بين النتائج الوظيفية للفسفرة في مقرات مختلفة أو بين مقرات الفسفرة والمقرات المتفارغة إلى تامين الأساس للشبكات التنظيمية التي تكامل الإشارات البيئية الواردة المتعددة لإثارة استجابة خلوية منسقة وملائمة.

تستجيب الإنزيمات في هذه الشبكات التنظيمية المعقدة للإشارات البيئية المختلفة؛ فمثلا إذا كان من الممكن فسفرة إنزيم ما في مقر واحد بأكثر من كيناز، فإنه مكن تحويله من الشكل الكفء تحفيزياً إلى أخر عاطل — والعكس بالعكس — استجابة لأي من الإشارات الاتلغة. وإذا كان كيناز البروتين ينشط لالاستجابة لإشارة مختلفة عن تلك التي تنشط فسفاتاز البروتين، يصبح البروتين الفسفوري مركز القرار (التحكم) (Decision Node). ويعكس النتاج الوظيفي - النشاط التحفيزي عموماً - .حالة الفسفرة التي تتحدد بالأنشطة النسبية لكيناز البروتين وفسفاتاز البروتين، وهذه الأنشطة هي انعكاس لوجود الإشارات البيئية التي تؤثر عبر كل منها ولقوتها النسبية.

وتؤمن مقدرة العديد من كينازات البروتينات وفسفاتازات البروتينات على استهداف أكثر من بروتين واحد وتؤمن وسائل تسمح لإشارة بيئية ما بتنظيم عدة .عمليات أيضية بشكل متناسق؛ فعلى سبيل المثال، تتحكم مختزلة 3 - هيدروكسي — 3 — ميثيل جلوتاريل — التميم A وكربوكسيلاز أسيتيل — التميم A بمعدل التخليق الحيوي للكوليستيرول والأحماض الدهنية على الترتيب، ويفسفت هذان الإنزيمين ويعطلان بكيناز البروتين المنشط بالأمب (AMP). وعند تنشيط كيناز البروتين هذه بالفسفرة بكيناز بروتيني أخر أو استجابة لارتباط منشطه التفارغي /5 AMP- ، يثبط السبيلان الرئيسيان المسؤولان عن تخليق الشحميات من أسيتيل -التميم A. ولا تقوم الإنزيمات القابلة للتحويل البيني والإنزيمات المسؤولة عن تحويلها البيني بالعمل أو توقفه بشكل مستقل عن بعضها فحسب؛ بل تشكل لبنات البناء للحواسيب الحيوية الجزيئية الضرورية لحفظ الاستتباب في الخلايا بغية تحقيق نظام معقد من العمليات الأيضية التي يجب تنظيمها استجابة لطيف واسع من العوامل البيئية.