主な違い – キナーゼとホスホリラーゼの違い
キナーゼとホスホリラーゼは、リン酸基を基質に変換する役割を持つ2種類の酵素です。
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す。
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大きな違いは、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っていることである。
キナーゼとは
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を指す。
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る。
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す。
キナーゼ酵素の働きを図1に示す。
図1：キナーゼの働き
脂質分子のリン酸化は、細胞膜の分子組成を維持するために重要です。
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の構成要素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のような単純な有機分子にリン酸基を付加する。
ホスホリラーゼとは？
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のことである。
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）の加水分解に関与する。
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。
グリコーゲンホスホリラーゼの作用を図2に示す。
図2：グリコーゲンホスホリラーゼ
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の2種類があります。
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除去する酵素です。
ヌクレオチジル転移酵素は、3’から5’へのエキソヌクレアーゼ活性を持つ酵素です。
キナーゼとフォスフォリラーゼの類似点
- 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。
- キナーゼもホスホリラーゼも細胞内プロセスの調節に重要です。
- キナーゼもホスホリラーゼもリン酸化によって制御することができる。
キナーゼとホスホリラーゼの違い
定義
キナーゼ。
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ある。
ホスホリラーゼ（Phosphorylase）。
無機リン酸によるリン酸化を触媒する酵素。
作用機序
キナーゼ キナーゼは、ATPからリン酸基を特定の物質に転移させる。
ホスホリラーゼ グルコースなどの有機分子にリン酸基を付加する。
リン酸基
キナーゼのこと。
キナーゼはATPのリン酸基を利用する。
ホスホリラーゼ 無機リン酸基を利用するリン酸化酵素。
基板
キナーゼ。
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するキナーゼ。
ホスホリラーゼ。
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するホスホリラーゼ。
ボンドブレーキング
キナーゼ 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ない。
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、基質中の結合を切断する。
レギュレーション
キナーゼ。
キナーゼはリン酸化によって制御される。
ホスホリラーゼ。
リン酸化またはアロステリックな制御によって制御される。
例
キナーゼ。
プロテインキナーゼ、脂質キナーゼ、糖質キナーゼなどがあります。
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挙げられる。
結論
キナーゼとホスホリラーゼは、基質にリン酸基を付加する酵素の2種類です。
キナーゼはATPのような高エネルギー分子のリン酸基を利用し、ホスホリラーゼは無機リン酸塩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を促進することはない。
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す。
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序にある。
