De kinaser eller kinaserDe er proteiner med enzymatisk aktivitet som er ansvarlige for å katalysere overføringen av fosfatgrupper (PO4-3) til forskjellige typer molekyler. De er ekstremt vanlige enzymer i naturen, der de utfører transcendentale funksjoner for levende organismer: de deltar i metabolisme, i signalisering og også i cellulær kommunikasjon..
Takket være det store antallet prosesser der de utfører flere funksjoner, er kinaser en av de mest studerte proteintypene, ikke bare på det biokjemiske nivået, men også på det strukturelle, genetiske og cellulære nivået.
Det er bestemt at det menneskelige genomet har minst 500 gener som koder for enzymer som tilhører gruppen kinaser, hvis "akseptor" -substrater av fosfatgrupper kan være karbohydrater, lipider, nukleosider, proteiner og andre typer organiske molekyler..
Disse enzymene er klassifisert i gruppen fosfotransferaser (EC 2.7), og brukes vanligvis som "givermolekyler av fosfatgrupper med høyenergiforbindelser som ATP, GTP, CTP og andre relaterte.
Artikkelindeks
Uttrykket "kinase", som er blitt kommentert, refererer ofte til alle enzymene som er ansvarlige for overføring av den terminale fosfatgruppen av ATP til en annen reseptor eller et "akseptor" -molekyl i fosfatgruppen..
Til tross for at disse enzymene katalyserer i det vesentlige den samme fosforylgruppeoverføringsreaksjonen, er det stort mangfold blant dem, ikke bare når det gjelder struktur, men også i spesifisiteten til substrater og mobilbanene de deltar i..
Generelt er strukturen sammensatt av β-brettede ark og α-helikser som brettes spesifikt for å danne det aktive stedet, og det nevnte aktive stedet inneholder vanligvis positivt ladede ioner (kationer) som stabiliserer de negative ladningene til fosfatgruppene som overføres.
To bindingssteder for substrater er funnet ved eller nær det aktive stedet: ett for ATP eller fosfatgruppedonormolekylet og ett for substratet som skal fosforyleres..
Den generelle reaksjonen av disse enzymene (fosforylering) kan sees på som følger:
ATP + underlag → ADP + fosforylerte underlag
Hvor ATP donerer fosfatgruppen som substratet får.
I henhold til klassifiseringen av Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IUBMB), finnes kinaser i gruppen fosfotransferaser (EC 2.7, enzymer som overfører fosforholdige grupper), som er delt inn i sving, i ca 14 klasser (EC 2.7.1 - EC 2.7.14).
De grunnleggende forskjellene mellom disse 14 klasser av fosfotransferaser er relatert til den kjemiske naturen til "akseptormolekylet" i fosfatgruppen som de overfører (eller naturen til den delen av molekylet som mottar fosfatgruppen)..
Innenfor denne kategorien (fosfotransferaseenzymer) er det også noen enzymer som overfører fosfatgrupper, men ikke bruker ATP-molekyler som en "donor", men i stedet bruker uorganiske fosfater..
I stor grad er disse klassene beskrevet som følger:
Dette er en av de viktigste gruppene for energimetabolismen til mange organismer, da den inneholder enzymer som er ansvarlige for fosforylering av karbohydrater og deres derivater, som glukose, galaktose, fruktose, mannose, glukosamin, ribose og ribulose, xylose, glyserol , pyruvat, mevalonat, arabinose, inositol, blant mange andre.
Eksempler på disse vanlige enzymene er heksokinase, glukokinase, fosfofruktokinase og pyruvatkinase, som er direkte involvert i den glykolytiske banen som er ansvarlig for oksidasjonen av glukose for produksjon av energi i form av ATP.
Innenfor denne klassen av kinase- eller fosfotransferaseenzymer er enzymene som overfører fosfatgrupper til deler av molekyler med karboksylgrupper, så som acetat, karbamat, aspartat, fosfoglyserat, blant andre..
Metabolisk sett er denne gruppen enzymer også av stor betydning, siden de er ansvarlige for overføring av fosfatgrupper til molekyler som kreatinin, arginin, glutamin, guanidinacetat, etc..
En stor del av enzymene i denne gruppen fungerer i reguleringen av dannelse eller hydrolyse av høyenergiforbindelser som ATP, GTP, CTP og andre, da de er ansvarlige for tilsetning, fjerning eller utveksling av fosfatgrupper mellom disse typene av molekyler. eller dets forløpere.
De deltar også i overføringen av fosfatgrupper til andre tidligere fosforylerte molekyler, som kan være lipid i naturen, karbohydrater eller derivater derav..
Eksempler på disse viktige enzymene er adenylatkinase, nukleosidfosfatkinase, nukleosidtrifosfatadenylatkinase, UMP / CMP-kinase og farnesylfosfatkinase, etc..
Difosfotransferaser katalyserer overføringen av to fosfatgrupper samtidig til samme substrat. Eksempler på disse enzymene er ribose-fosfat difosfokinase, tiamindifosfokinase og GTP difosfokinase, som er et viktig enzym i metabolismen av puriner..
Nukleotidylfosfotransferaser deltar i mange cellulære prosesser involvert i aktivering og inaktivering av andre proteiner og enzymer, samt i noen DNA-reparasjonsmekanismer.
Dens funksjon er å overføre nukleotider, generelt monofosfatnukleotider med forskjellige nitrogenholdige baser. I denne klassen av enzymer er DNA og RNA polymeraser (både DNA og RNA avhengige), UDP-glukose 1-fosfat uridyltransferase, blant andre.
Denne klassen har viktige funksjoner i lipidmetabolismeveier, spesielt deres syntese. De er ansvarlige for overføring av fosforylerte molekyler (fosfatgrupper med substitusjoner) til andre "akseptormolekyler"..
Eksempler på denne gruppen enzymer er etanolaminfosfotransferase, diacylglyserolkolinfosfotransferase, sfingomyelin-syntase, etc..
Disse enzymene bruker en enkelt fosfatgruppedonor (ATP eller beslektet) for å fosforylere to forskjellige akseptormolekyler. Eksempler på disse enzymene er pyruvatfosfatdikinase (PPDK) og fosfoglykanvanndikinase..
Proteintyrosinkinaser er enzymer som katalyserer overføringen av fosfatgrupper spesifikt til tyrosinrester i polypeptidkjeder av forskjellige typer proteinakseptorer..
I likhet med proteintyrosinkinaser katalyserer denne gruppen av enzymer overføringen av fosfatgrupper til serin- eller treoninrester i andre proteiner..
Et kjent eksempel på disse proteinene er familien av proteinkinaser C, som deltar i flere veier, men spesielt i lipidmetabolisme..
Også inkludert i denne gruppen er mange sykliske AMP og sykliske GMP-avhengige proteinkinaser, med viktige implikasjoner for celledifferensiering, vekst og kommunikasjon.
Mitogen-aktiverte proteinkinasekinaser (MAPKK) er en del av denne gruppen av enzymer som er i stand til å utveksle fosforylerende serin-, treonin- eller tyrosinrester av andre proteinkinaser..
Det er andre proteinkinaser som er i stand til å overføre fosfatgrupper til histidin- og argininrester i noen typer proteiner, og disse er protein-histidinkinaser og protein-argininkinaser..
Ifølge forskjellige forfattere kan kinaser klassifiseres bedre i henhold til typen substrat de bruker som en fosfatgruppesakseptor..
Andre anser at den beste måten å klassifisere disse enzymene på, er i henhold til strukturen og egenskapene til deres aktive sted, det vil si i henhold til konformasjonen og tilstedeværelsen av ioner eller visse molekyler i den..
Avhengig av typen substrat, kan kinaser klassifiseres som proteinkinaser (som fosforylerer andre proteiner), lipidkinaser (som fosforylerer lipider), karbohydratkinaser (som fosforylerer forskjellige typer karbohydrater), nukleosidfosforylaser (som fosforylerer nukleosider), etc..
Kinasegruppenzymer er allestedsnærværende og en enkelt celle kan være vert for hundrevis av forskjellige typer, og katalysere reaksjoner på flere mobilbaner..
Funksjonene kan være svært forskjellige:
-De deltar i flere cellulære signal- og kommunikasjonsprosesser, spesielt proteinkinaser, som katalyserer påfølgende fosforylering av andre proteinkinaser (fosforyleringskaskader) som respons på interne og eksterne stimuli..
-Noen av disse proteinene med enzymatisk aktivitet har sentrale funksjoner i metabolismen av karbohydrater, lipider, nukleotider, vitaminer, kofaktorer og aminosyrer. For eksempel involverer ingenting annet i glykolyse minst 4 kinaser: heksokinase, fosfofruktokinase, fosfoglyseratkinase og pyruvatkinase..
-Blant signalfunksjonene er kinaser involvert i prosessene for regulering av genuttrykk, muskelsammentrekning og resistens mot antibiotika i forskjellige typer levende organismer..
-Proteintyrosinkinaser spiller en rolle i reguleringen av mange signaltransduksjonsveier som er relatert til utvikling og kommunikasjon i flercellede metazoans..
-Modifisering av proteiner ved fosforylering (i andre cellulære sammenhenger enn cellulær signalering) er et viktig element i å regulere aktiviteten til et stort antall enzymer som deltar i forskjellige metabolske prosesser. Slik er eksemplet med cellesyklusregulering av mange kinaseavhengige cyklinproteiner..
-Kinasene som er i stand til å fosforylere lipider er essensielle for ombyggingsprosessene til cellemembraner, samt for syntesen og dannelsen av nye membraner.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.