Kináza
Kinázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú prenos fosfátovej skupiny (PO43-) z vysokoenergetických fosfátov na konkrétny substrát.[2] Tento proces sa označuje ako fosforylácia, počas čoho sa prenáša fosfátová skupina z vysokoenergetického adenozíntrifosfátu (ATP) na molekulu substrátu. Výsledkom takejto reakcie je fosforylovaný substrát a adenozíndifosfát (ADP). Opačný proces sa nazýva defosforylácia – dochádza k prenosu fosfátovej skupiny z fosforylovaného substrátu na ADP, čím vzniká defosforylovaný substrát a vysokoenergetický ATP. Tieto dva procesy, fosforylácia a defosforylácia, sa počas glykolýzy objavujú celkom štyrikrát.[3][4][5]
Kinázy patria medzi transferázy,[2] konkrétne do väčšej skupiny fosfotransferáz. Nemali by byť zamieňané s fosforylázami, ktoré katalyzujú prenos anorganického fosfátu (Pi) na akceptor, ani s fosfatázami, ktoré katalyzujú odstránenie fosfátovej skupiny (defosforylujú). Fosforylovaný stav molekúl, či už ide o bielkoviny, lipidy alebo sacharidy, môže ovyplyvniť ich aktivitu, reaktivitu alebo schopnosť viazať iné molekuly. Kinázy majú teda veľmi dôležitú funkciu v metabolizme, bunkovej signalizácii, regulácii proteínov, bunkovom transporte, sekrečných procesoch a mnohých ďalších bunkových dráhach.
Biochémia a význam
upraviť
Kinázy sprostredkovávajú prenos fosfátovej skupiny z vysokoenergetickej molekuly (napríklad ATP) na molekulu substrátu, ako napríklad v obrázku vpravo. Kinázy sú potrebné na stabilizáciu tejto reakcie, pretože fosfoanhydridová väzba prítomná vo vysokoenergetických fosfátoch obsahuje veľké množstvo energie. Kinázy vo svojom aktívnom mieste správne orientujú substrát a fosforylovú skupinu, čím sa zvyšuje rýchlosť reakcie. Okrem toho často využívajú kladne nabité aminokyseliny (arginín, lyzín a histidín), ktoré elektrostaticky stabilizujú tranzitný stav, pretože interagujú so záporne nabitými fosfátovými skupinami. Niektoré kinázy využívajú v aktívnom mieste kovové kofaktory na koordináciu fosfátových skupín. Proteínkinázy možno klasifikovať ako katalyticky aktívne (kanonické) alebo ako pseudokinázy, ktoré počas evolúcie prišli o jednu alebo viac katalytických aminokyselín, ktoré sú zodpovedné za správnu pozíciu či hydrolýzu ATP.[6] V rámci signalizácie a rôznych chorôb sú však v ľudských bunkách kinázy i pseudokinázy dôležitými modulátormi signálu, vďaka čomu sú kinázy dôležitými cieľmi rôznych liečiv.[7]
Kinázy sa vo veľkom účastnia prenosu signálu a regulácie komplexných procesov v bunkách. Fosforylácia molekúl môže zvýšiť alebo znížiť (inhibovať) ich aktivitu alebo upraviť ich schopnosť interagovať s ostatnými molekulami. Naviazanie alebo odstránenie fosforylovej skupiny (PO32-) poskytuje bunke schopnosť riadiť procesy, pretože rôzne kinázy môžu reagovať na rôzne podmienky alebo signály. Mutácie v génoch kódujúcich kinázy, ktoré vedú k strate alebo zisku novej funkcie, môžu spôsobovať rakovinu[8] či iné ochorenia u ľudí; patria sem rôzne druhy leukémie a neuroblastómov, glioblastómy,[9] spinocerebelárna ataxia (typ 14), rôzne druhy agamaglobulinémie a mnohé ďalšie.[10]
Referencie
upraviť- ↑ Crystal structure of the Citrobacter freundii dihydroxyacetone kinase reveals an eight-stranded alpha-helical barrel AKTP-binding domain. The Journal of Biological Chemistry, November 2003, s. 48236–48244. DOI: 10.1074/jbc.M305942200. PMID 12966101.
- ↑ a b kinázy. In: Encyclopaedia Beliana. Bratislava : Encyklopedický ústav Slovenskej akadémie vied, 2017. Dostupné online. ISBN 978-80-89524-30-3.
- ↑ The protein kinase complement of the human genome. Science, December 2002, s. 1912–1934. DOI: 10.1126/science.1075762. PMID 12471243.
- ↑ Kinase [online]. . Dostupné online. TheFreeDictionary.com
- ↑ History of ATP research milestones from an ATP-related chemistry [online]. Nobelprize.org. Dostupné online.
- ↑ Day of the dead: pseudokinases and pseudophosphatases in physiology and disease. Trends in Cell Biology, September 2014, s. 489–505. DOI: 10.1016/j.tcb.2014.03.008. PMID 24818526.
- ↑ Foulkes DM, Byrne DP and Eyers PA (2017) Pseudokinases: update on their functions and evaluation as new drug targets. Future Med Chem. 9(2):245-265
- ↑ Hallmarks of Cancer 1. Scientific American. Dostupné online.
- ↑ Mutational profiling of kinases in glioblastoma. BMC Cancer, September 2014, s. 718. DOI: 10.1186/1471-2407-14-718. PMID 25256166.
- ↑ Kinase mutations in human disease: interpreting genotype-phenotype relationships. Nature Reviews. Genetics, January 2010, s. 60–74. DOI: 10.1038/nrg2707. PMID 20019687.
Zdroj
upraviť
Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Kinase na anglickej Wikipédii.