Al contrario delle chinasi, gli enzimi fosfatasi riconoscono e catalizzano una gamma più ampia di substrati e reazioni. Per esempio, negli esseri umani, le chinasi Ser/Thr superano le fosfatasi Ser/Thr di un fattore dieci. In una certa misura, questa disparità deriva dalla conoscenza incompleta del fosfatoma umano, cioè l’insieme completo delle fosfatasi espresse in una cellula, tessuto o organismo. Molte fosfatasi devono ancora essere scoperte, e per numerose fosfatasi conosciute, un substrato deve ancora essere identificato. Tuttavia, tra le coppie fosfatasi/kinasi ben studiate, le fosfatasi mostrano una maggiore varietà rispetto alle loro controparti chinasi sia nella forma che nella funzione; questo può derivare dal minor grado di conservazione tra le fosfatasi.
Fosfatasi proteicheModifica
Una fosfatasi proteica è un enzima che de-fosforila un residuo aminoacidico del suo substrato proteico. Mentre le protein chinasi agiscono come molecole di segnalazione fosforilando le proteine, le fosfatasi rimuovono il gruppo fosfato, che è essenziale se il sistema di segnalazione intracellulare deve potersi resettare per un uso futuro. Il lavoro in tandem di chinasi e fosfatasi costituisce un elemento significativo della rete di regolazione della cellula. La fosforilazione (e la defosforilazione) è tra le modalità più comuni di modifica post-traslazionale nelle proteine, e si stima che, in qualsiasi momento, fino al 30% di tutte le proteine siano fosforilate.Due notevoli fosfatasi proteiche sono PP2A e PP2B. PP2A è coinvolta in molteplici processi di regolazione, come la replicazione del DNA, il metabolismo, la trascrizione e lo sviluppo. PP2B, chiamata anche calcineurina, è coinvolta nella proliferazione delle cellule T; per questo motivo, è il bersaglio di alcuni farmaci che cercano di sopprimere il sistema immunitario.
Una nucleotidasi è un enzima che catalizza l’idrolisi di un nucleotide, formando un nucleoside e uno ione fosfato. Le nucleotidasi sono essenziali per l’omeostasi cellulare, perché sono parzialmente responsabili del mantenimento di un rapporto equilibrato tra nucleotidi e nucleosidi. Alcune nucleotidasi funzionano all’esterno della cellula, creando nucleosidi che possono essere trasportati nella cellula e utilizzati per rigenerare i nucleotidi attraverso vie di recupero. All’interno della cellula, le nucleotidasi possono aiutare a mantenere i livelli di energia in condizioni di stress. Una cellula privata di ossigeno e nutrienti può catabolizzare più nucleotidi per aumentare i livelli di trifosfati nucleosidici come ATP, la valuta energetica primaria della cellula.
Nella gluconeogenesiModifica
Le fosfatasi possono anche agire sui carboidrati, come gli intermedi nella gluconeogenesi. La gluconeogenesi è una via biosintetica in cui il glucosio viene creato da precursori non carboidrati; la via è essenziale perché molti tessuti possono ricavare energia solo dal glucosio. Due fosfatasi, glucosio-6-fosfatasi e fruttosio-1,6-bisfosfatasi, catalizzano passi irreversibili nella gluconeogenesi. Ciascuna scinde un gruppo fosfato da un intermedio fosfato di zucchero a sei carboni.