Fosfatasi

La fosfatasi è un enzima appartenente alla classe delle idrolasi che rimuovono il fosfato organico dai substrati cellulari e pertanto sono responsabili della defosforilazione delle proteine, svolgendo un ruolo critico in molti processi cellulari.

L’azione delle fosfatasi è in diretta opposizione a quella delle chinasi appartenenti alla famiglia delle fosfotransferasi in grado di trasferire gruppi fosfato da molecole donatrici ad alta energia a specifici substrati e delle fosforilasi, appartenenti alla classe delle transferasi che catalizzano l’aggiunta di un gruppo fosfato da un fosfato inorganico a un accettore.

Le fosfatasi, unitamente alle chinasi, sono due famiglie di enzimi agiscono per modulare le attività delle proteine ​​in una cellula, spesso in risposta a stimoli esterni. Infatti le fosfatasi invertono l’attività delle chinasi rimuovendo i gruppi fosfato dai loro substrati tramite idrolisi dei monoesteri dell’acido fosforico in uno ione fosfato, lasciando un gruppo idrossilico libero.

Sono essenziali per molte funzioni biologiche, specialmente nella regolazione e nella segnalazione cellulare e  pertanto il loro ruolo nella regolazione della crescita cellulare e del metabolismo suggerisce che un certo numero di questi enzimi potrebbe essere un bersaglio clinico

Classificazione delle fosfatasi

Questi enzimi possono essere classificati in base alla specificità del substrato o al loro meccanismo d’azione sebbene un altro metodo di classificazione si basava, in passato, sul pH ottimale per l’attività catalitica e pertanto classificate come fosfatasi acide o alcaline.

Sulla base della loro specificità del substrato, questi enzimi possono essere divisi in tre gruppi principali ovvero non specifici che sono classe di enzimi meccanicisticamente ampia che include sia fosfatasi alcaline che acide. Questi enzimi generalmente catalizzano l’idrolisi di quasi tutti gli esteri fosfatici e solitamente impiegano un nucleofilo del sito attivo.

Vi sono poi fosfatasi specifiche per fosfoproteine che hanno come substrati fosfoproteine ​​o fosfopeptidi. Le sottoclassi più numerose sono quelle proteiche serina/treonina (PPasi), le fosfatasi proteiche tirosina (PTPasi) e quelle a doppia specificità ovvero in grado di idrolizzare sia substrati contenenti fosfotirosina che fosfoserina/treonina. Al terzo gruppo appartengono le fosfatasi specifiche per piccole molecole ovvero enzimi che sono specifici per un substrato o un gruppo correlato di substrati strutturalmente simili.

Fosfatasi alcalina

Le fosfatasi più note e studiate sono quelle alcaline (ALP), isoenzimi situati sullo strato esterno della membrana cellulare, coinvolte in importanti processi fisiologici le cui funzioni principali consistono nel catalizzare reazioni di defosforilazione e transfosforilazione su un ampio spettro di substrati fisiologici e non fisiologici.

La ALP è una fosfo-2-idrolasi mono-estere ortofosforica legata alla membrana con attività ottimale a pH alcalino pari a 9-10 che rimuove la frazione fosfato da fosfoproteine, fosfolipidi, acidi nucleici, nucleotidi e altre molecole organiche

La ALP è una glicoproteina onnipresente legata alla membrana che catalizzano l’idrolisi dei monoesteri fosfatici a valori di pH basici. Tutte le fosfatasi alcaline sono enzimi omodimerici che utilizzano una diade catalitica di zinco (II), uno ione di magnesio (II), una serina del sito attivo nucleofilo e un residuo di arginina del sito attivo.

Le ALP sono classificate in 2 tipi ovvero tessuto-specifiche presenti esclusivamente nell’intestino, nella placenta e nel tessuto germinale, e tessuto-non-specifiche clinicamente significative, poiché costituiscono la maggior parte della frazione circolante nel siero. La fosfatasi alcalina totale è un utile marcatore della formazione ossea nella diagnosi e nel monitoraggio del trattamento in malattie caratterizzate da gravi disturbi del turnover osseo, come, ad esempio, il morbo di Paget.

Livelli anomali di ALP nel sangue possono essere un segno di una vasta gamma di condizioni di salute, tra cui malattie del fegato, disturbi ossei e malattie renali croniche sebbene un test della fosfatasi alcalina da solo non può identificare la fonte di ALP nel sangue quindi di solito sono necessari altri test per fare una diagnosi.