The kinázy nebo kinázyJsou to proteiny s enzymatickou aktivitou, které jsou zodpovědné za katalyzování přenosu fosfátových skupin (PO4-3) na různé typy molekul. Jsou to v přírodě extrémně běžné enzymy, kde vykonávají transcendentální funkce pro živé organismy: podílejí se na metabolismu, signalizaci a také na buněčné komunikaci..
Díky velkému počtu procesů, ve kterých plní více funkcí, jsou kinázy jedním z nejvíce studovaných typů proteinů, a to nejen na biochemické úrovni, ale také na strukturální, genetické a buněčné úrovni.
Bylo zjištěno, že lidský genom má alespoň 500 genů, které kódují enzymy patřící do skupiny kináz, jejichž „akceptorovými“ substráty fosfátových skupin mohou být sacharidy, lipidy, nukleosidy, proteiny a další typy organických molekul.
Tyto enzymy jsou zařazeny do skupiny fosfotransferáz (EC 2.7) a obvykle se používají jako „dárcovské“ molekuly fosfátových skupin vysokoenergetické sloučeniny, jako je ATP, GTP, CTP a další příbuzné.
Rejstřík článků
Pojem „kináza", jak již byl zmíněn, se běžně týká všech enzymů, které jsou odpovědné za přenos koncové fosfátové skupiny ATP na jiný receptor nebo „akceptorovou" molekulu fosfátové skupiny..
Navzdory skutečnosti, že tyto enzymy katalyzují v podstatě stejnou reakci na přenos fosforylových skupin, existuje mezi nimi velká rozmanitost, nejen pokud jde o strukturu, ale také o specifičnost substrátů a buněčných drah, kterých se účastní..
Obecně se jeho struktura skládá z β-skládaných listů a α-šroubovic, které se skládají specificky za vzniku aktivního místa, a uvedené aktivní místo obvykle obsahuje kladně nabité ionty (kationty), které stabilizují negativní náboje fosfátových skupin, které se přenášejí.
Dvě vazebná místa pro substráty se nacházejí na nebo v blízkosti aktivního místa: jedno pro ATP nebo molekulu donoru fosfátové skupiny a jedno pro fosforylovaný substrát..
Na obecnou reakci těchto enzymů (fosforylaci) lze pohlížet následovně:
ATP + substrát → ADP + fosforylovaný substrát
Kde ATP daruje fosfátovou skupinu, kterou získává substrát.
Podle klasifikace Výboru pro nomenklaturu Mezinárodní unie pro biochemii a molekulární biologii (NC-IUBMB) se kinázy nacházejí ve skupině fosfotransferáz (EC. 2,7, enzymy, které přenášejí skupiny obsahující fosfor), která se dále dělí na otočit, asi ve 14 třídách (EC 2.7.1 - EC 2.7.14).
Základní rozdíly mezi těmito 14 třídami fosfotransferáz souvisí s chemickou povahou „akceptorové“ molekuly fosfátové skupiny, kterou přenášejí (nebo s povahou části molekuly, která přijímá fosfátovou skupinu)..
V rámci této kategorie (fosfotransferázové enzymy) existují také některé enzymy, které přenášejí fosfátové skupiny, ale nepoužívají molekuly ATP jako „dárce“, ale místo toho používají anorganické fosfáty..
Obecně jsou tyto třídy popsány takto:
Jedná se o jednu z nejdůležitějších skupin pro energetický metabolismus mnoha organismů, protože obsahuje enzymy odpovědné za fosforylaci sacharidů a jejich derivátů, jako je glukóza, galaktóza, fruktóza, manóza, glukosamin, ribóza a ribulóza, xylóza, glycerol , pyruvát, mevalonát, arabinóza, inositol a další.
Příklady těchto běžných enzymů jsou hexokináza, glukokináza, fosfofruktokináza a pyruvátkináza, které se přímo účastní glykolytické dráhy, která je zodpovědná za oxidaci glukózy za účelem výroby energie ve formě ATP..
V této třídě kinázových nebo fosfotransferázových enzymů jsou enzymy, které přenášejí fosfátové skupiny na části molekul s karboxylovými skupinami, jako je například acetát, karbamát, aspartát, fosfoglycerát..
Metabolicky řečeno, tato skupina enzymů má také velký význam, protože jsou zodpovědné za přenos fosfátových skupin na molekuly, jako je kreatinin, arginin, glutamin, guanidin-acetát atd..
Velká část enzymů v této skupině funguje při regulaci tvorby nebo hydrolýzy vysokoenergetických sloučenin, jako jsou ATP, GTP, CTP a další, protože jsou odpovědné za přidání, odstranění nebo výměnu fosfátových skupin mezi těmito typy molekul nebo jejich prekurzorů.
Podílejí se také na přenosu fosfátových skupin do jiných dříve fosforylovaných molekul, které mohou mít lipidovou povahu, sacharidy nebo jejich deriváty..
Příklady těchto důležitých enzymů jsou adenylát kináza, nukleosid fosfát kináza, nukleosid trifosfát adenylát kináza, UMP / CMP kináza a farnesyl fosfát kináza atd..
Difosfotransferázy katalyzují přenos dvou fosfátových skupin současně na stejný substrát. Příklady těchto enzymů jsou ribóza-fosfátdifosfokináza, thiamindifosfokináza a GTP difosfokináza, která je důležitým enzymem v metabolismu purinů..
Nukleotidylfosfotransferázy se účastní mnoha buněčných procesů zapojených do aktivace a inaktivace dalších proteinů a enzymů, jakož i do některých mechanismů opravy DNA.
Jeho funkcí je přenášet nukleotidy, obvykle monofosfátové nukleotidy různých dusíkatých bází. V této třídě enzymů jsou DNA a RNA polymerázy (závislé na DNA i RNA), mimo jiné UDP-glukóza-1-fosfáturidyltransferáza.
Tato třída má významné funkce v metabolických drahách lipidů, zejména v jejich syntéze. Jsou odpovědné za přenos fosforylovaných molekul (fosfátové skupiny se substitucemi) na jiné „akceptorové“ molekuly..
Příklady této skupiny enzymů jsou ethanolamin fosfotransferáza, diacylglycerol cholin fosfotransferáza, sfingomyelin syntáza atd..
Tyto enzymy používají jediného dárce fosfátové skupiny (ATP nebo příbuzného) k fosforylaci dvou různých molekul akceptoru. Příklady těchto enzymů jsou pyruvátfosfátdikináza (PPDK) a fosfoglykan-voda dikináza..
Protein-tyrosin kinázy jsou enzymy, které katalyzují přenos fosfátových skupin specificky na tyrosinové zbytky v polypeptidových řetězcích různých typů akceptorů proteinů..
Stejně jako proteinové tyrosinkinázy, tato skupina enzymů katalyzuje přenos fosfátových skupin na serinové nebo threoninové zbytky v jiných proteinech..
Známým příkladem těchto proteinů je rodina proteinových kináz C, které se účastní mnoha cest, ale zejména metabolismu lipidů..
Do této skupiny je také zahrnuto mnoho cyklických AMP a cyklických GMP-závislých proteinových kináz, které mají důležité důsledky pro buněčnou diferenciaci, růst a komunikaci.
Mitogenem aktivované protein kinázy kinázy (MAPKK) jsou součástí této skupiny enzymů, které jsou schopné zaměnitelně fosforylovat serinové, threoninové nebo tyrosinové zbytky jiných proteinových kináz..
Existují další proteinové kinázy schopné přenášet fosfátové skupiny na zbytky histidinu a argininu v některých typech proteinů, a to jsou protein-histidinkinázy a protein-arginin kinázy..
Podle různých autorů lze kinázy lépe klasifikovat podle typu substrátu, který používají jako akceptor fosfátové skupiny..
Jiní se domnívají, že nejlepší způsob, jak klasifikovat tyto enzymy, je podle struktury a charakteristik jejich aktivního místa, to znamená podle konformace a přítomnosti iontů nebo určitých molekul v něm..
V závislosti na typu substrátu lze kinázy klasifikovat jako proteinové kinázy (které fosforylují jiné proteiny), lipidové kinázy (které fosforylují lipidy), sacharidové kinázy (které fosforylují různé typy sacharidů), nukleosidové fosforylázy (které fosforylují nukleosidy) atd..
Enzymy kinázové skupiny jsou v přírodě všudypřítomné a jediná buňka může hostit stovky různých typů, katalyzujících reakce na více buněčných drahách..
Jeho funkce mohou být velmi rozmanité:
-Podílejí se na mnoha buněčných signálních a komunikačních procesech, zejména na proteinových kinázách, které katalyzují následnou fosforylaci dalších proteinových kináz (fosforylační kaskády) v reakci na vnitřní a vnější podněty..
-Některé z těchto proteinů s enzymatickou aktivitou mají centrální funkce v metabolismu sacharidů, lipidů, nukleotidů, vitamínů, kofaktorů a aminokyselin. Například nic jiného v glykolýze nezahrnuje alespoň 4 kinázy: hexokinázu, fosfofruktokinázu, fosfoglycerátkinázu a pyruvátkinázu..
-Mezi signalizačními funkcemi jsou kinázy zapojeny do procesů regulace genové exprese, kontrakce svalů a rezistence na antibiotika v různých typech živých organismů.
-Protein-tyrosin kinázy hrají roli v regulaci mnoha signálních transdukčních drah, které souvisejí s vývojem a komunikací v mnohobuněčných metazoanech..
-Modifikace proteinů fosforylací (v jiných buněčných kontextech jiných než buněčná signalizace) je důležitým prvkem při regulaci aktivity velkého počtu enzymů, které se účastní různých metabolických procesů. Takový je příklad regulace buněčného cyklu mnoha cyklinovými proteiny závislými na kináze..
-Kinázy schopné fosforylovat lipidy jsou nezbytné pro procesy remodelace buněčných membrán, jakož i pro syntézu a tvorbu nových membrán.
Zatím žádné komentáře