Proteinska kinaza

Proteinska fosforilacija

Proteinska kinaza je kinaza koja modifikuje druge proteine putem hemijskog dodavanja fosfatnih grupa na njih (fosforiliacijom). Fosforilacija obično rezultuje u funkcionalnoj promeni ciljnog proteina (supstrata) usled promene enzimske aktivnosti, ćelijske lokacije, ili vezivanja za druge proteine. Humani genom sadrži oko 500 gena proteinskih kinaza i one sačinjavaju oku 2% svih ljudskih gena.[1] Proteinske kinaze su takođe prisutne kod bakterija i biljki. Do 30% od postojećih ljudskih proteina može biti modifikovano dejstvom kinaza. Poznato je da one regulišu većinu ćelijskih puteva, posebno one koji učestvuju u prenosu signala.

Hemijska aktivnost

Model molekula neorganskog fosfata (HPO42−). Kod boja: P (narandžasto); O (crveno); H (belo).

Hemijska aktivnost kinaze se sastoji od transfera fosfatne grupe sa nukleozid trifosfata (obično ATP) i njegovog kovalentnog vezivanje na jednu od tri aminokiseline koje imaju slobodnu hidroksilnu grupu. Većina kinaza deluje na obe serin i treonin, druge deluju na tirozin, i neke od njih (dualno-specifične kinaze) deluju na sva tri aminokiselinska ostatka.[2] Postoje takođe proteinske kinaze koje fosforilišu druge aminokiseline, npr. histidinske kinaze koje fosforilišu histidinski ostatak.[3]

Regulacija

Proteinske kinaze imaju sveobuhvatni i suštinski uticaj na ćelije, i stoga je njihova aktivnost strogo regulisana. Kinaze se uključuju i isključuju fosforilacijom (u nekim slučajevima samom kinazom - cis-fosforilacija/autofosforilacija), vezivanjem enzimskih aktivatora ili inhibitora, ili malih molekula, ili putem kontrolisanja njihove lokacije u ćeliji relativno na njihove supstrate.

Struktura

Glavni članak: Domen proteinskih kinaza

Katalitičke podjedinice mnogih proteinskih kinaza su visoko konzervirane, i znatan broj struktura je rešen.[4]

Eukariotske proteinske kinaze su enzimi koji pripadaju velikoj familiji proteina koja deli konzervirani katalitički domen.[5][6][7][8] Postoji više konzerviranih regiona u katalitičkom domenu proteinskih kinaza. U N-terminusu katalitičkog domena postoji glicinom-bogat segment u blizini aminokiseline lizin za koji je bilo pokazano da učestvuje u ATP vezivanju. U centralnom delu katalitičkoj domena, nalazi se konzervirana asparaginska kiselina, koja je važna za katalitičku aktivnost.[9]

Grupe proteinskih kinaza

Familija humanih proteinskih kinaza se deli u sledeće grupe:

  • AGC kinaza - obuhvata PKA, PKC i PKG.
  • CaM kinaza - sadrži kalcijum/kalmodulin-zavisne proteinske kinaze.
  • CK1 - sadrži kazein kinaza 1 grupu.
  • CMGC - sadrži CDK, MAPK, GSK3 i CLK kinaze.
  • STE - sadrži homologe kvaščane Sterile 7, Sterile 11, i Sterile 20 kinaze.
  • TK - sadrži tirozinske kinaze.
  • TKL - sadrži tirozinskim-kinazama sličnu grupu kinaza.

Literatura

  1. ^ Manning G; Whyte DB.; et al. (2002). „The protein kinase complement of the human genome”. Science. 298 (5600): 1912—1934. PMID 12471243. doi:10.1126/science.1075762. 
  2. ^ Dhanasekaran N, Premkumar Reddy E (1998). „Signaling by dual specificity kinases”. Oncogene. 17 (11 Reviews): 1447—55. PMID 9779990. doi:10.1038/sj.onc.1202251. 
  3. ^ Besant PG, Tan E, Attwood PV (2003). „Mammalian protein histidine kinases”. Int. J. Biochem. Cell Biol. 35 (3): 297—309. PMID 12531242. doi:10.1016/S1357-2725(02)00257-1. 
  4. ^ Stout TJ, Foster PG, Matthews DJ (2004). „High-throughput structural biology in drug discovery: protein kinases”. Curr. Pharm. Des. 10 (10): 1069—82. PMID 15078142. doi:10.2174/1381612043452695. Архивирано из оригинала 09. 12. 2012. г. Приступљено 20. 09. 2020. 
  5. ^ Hanks SK (2003). „Genomic analysis of the eukaryotic protein kinase superfamily: a perspective”. Genome Biol. 4 (5): 111. PMC 156577 Слободан приступ. PMID 12734000. doi:10.1186/gb-2003-4-5-111. Архивирано из оригинала 19. 04. 2015. г. Приступљено 16. 01. 2011. 
  6. ^ Hanks SK, Hunter T (1995). „Protein kinases 6. The eukaryotic protein kinase superfamily: kinase (catalytic) domain structure and classification”. FASEB J. 9 (8): 576—96. PMID 7768349. 
  7. ^ Hunter T (1991). „Protein kinase classification”. Meth. Enzymol. 200: 3—37. PMID 1835513. doi:10.1016/0076-6879(91)00125-G. 
  8. ^ Hanks SK, Quinn AM (1991). „Protein kinase catalytic domain sequence database: identification of conserved features of primary structure and classification of family members”. Meth. Enzymol. 200: 38—62. PMID 1956325. doi:10.1016/0076-6879(91)00126-H. 
  9. ^ Knighton DR, Zheng JH, Ten Eyck LF, Ashford VA, Xuong NH, Taylor SS, Sowadski JM (1991). „Crystal structure of the catalytic subunit of cyclic adenosine monophosphate-dependent protein kinase”. Science (journal). 253 (5018): 407—14. PMID 1862342. doi:10.1126/science.1862342. 

Spoljašnje veze