kinaze sau kinazeSunt proteine cu activitate enzimatică care sunt responsabile de catalizarea transferului grupărilor fosfat (PO4-3) către diferite tipuri de molecule. Sunt enzime extrem de comune în natură, unde îndeplinesc funcții transcendentale pentru organismele vii: participă la metabolism, la semnalizare și, de asemenea, la comunicarea celulară..
Datorită numărului mare de procese în care îndeplinesc funcții multiple, kinazele sunt unul dintre cele mai studiate tipuri de proteine, nu numai la nivel biochimic, ci și la nivel structural, genetic și celular..
S-a stabilit că genomul uman are cel puțin 500 de gene care codifică enzimele aparținând grupului kinazelor, ale căror substraturi „acceptoare” ale grupărilor fosfat pot fi carbohidrați, lipide, nucleozide, proteine și alte tipuri de molecule organice.
Aceste enzime sunt clasificate în grupul fosfotransferazelor (EC 2.7) și se utilizează de obicei ca molecule „donatoare” ale grupelor fosfat compuși cu energie ridicată precum ATP, GTP, CTP și alți.
Indice articol
Termenul "kinază", așa cum a fost comentat, se referă în mod obișnuit la toate enzimele care sunt responsabile pentru transferul grupului fosfat terminal al ATP către un alt receptor sau moleculă "acceptor" a grupului fosfat..
În ciuda faptului că aceste enzime catalizează în esență aceeași reacție de transfer de grup fosforilic, există o mare diversitate între ele, nu numai în ceea ce privește structura, ci și în specificitatea substraturilor și a căilor celulare la care participă..
În general, structura sa este compusă din foi pliate β și helice α care se pliază specific pentru a forma situsul activ, iar situl activ menționat conține de obicei ioni încărcați pozitiv (cationi) care stabilizează sarcinile negative ale grupurilor de fosfat care transfer.
Două situsuri de legare pentru substraturi se găsesc la sau aproape de situsul activ: unul pentru ATP sau molecula donatoare a grupului fosfat și unul pentru substratul care trebuie fosforilat..
Reacția generală a acestor enzime (fosforilarea) poate fi privită după cum urmează:
ATP + Substrat → ADP + Substrat fosforilat
Unde ATP donează grupul fosfat pe care îl câștigă substratul.
Conform clasificării Comitetului de nomenclatură al Uniunii Internaționale de Biochimie și Biologie Moleculară (NC-IUBMB), kinazele se găsesc în grupul fosfotransferazelor (EC. 2.7, enzime care transferă grupuri care conțin fosfor), care este subdivizat, în la rândul său, în aproximativ 14 clase (EC 2.7.1 - EC 2.7.14).
Diferențele fundamentale dintre aceste 14 clase de fosfotransferaze sunt legate de natura chimică a moleculei „acceptor” a grupului fosfat pe care o transferă (sau natura porțiunii moleculei care primește grupul fosfat)..
În cadrul acestei categorii (enzimele fosfotransferazei) există și unele enzime care transferă grupări fosfat, dar nu folosesc molecule de ATP ca „donator”, ci folosesc în schimb fosfați anorganici..
În linii mari, aceste clase sunt descrise după cum urmează:
Acesta este unul dintre cele mai importante grupuri pentru metabolismul energetic al multor organisme, deoarece conține enzimele responsabile de fosforilarea carbohidraților și a derivaților acestora, cum ar fi glucoza, galactoza, fructoza, manoza, glucozamina, riboza și ribuloza, xiloză, glicerol , piruvat, mevalonat, arabinoză, inozitol, printre multe altele.
Exemple ale acestor enzime comune sunt hexokinaza, glucokinaza, fosfofructokinaza și piruvatul kinaza, care sunt direct implicate în calea glicolitică care este responsabilă de oxidarea glucozei pentru producerea de energie sub formă de ATP.
În cadrul acestei clase de enzime kinază sau fosfotransferază se află enzimele care transferă grupări fosfat în porțiuni de molecule cu grupări carboxil, cum ar fi acetat, carbamat, aspartat, fosfoglicerat, printre altele..
Din punct de vedere metabolic, acest grup de enzime are, de asemenea, o mare importanță, deoarece acestea sunt responsabile pentru transferul grupărilor fosfat la molecule precum creatinină, arginină, glutamină, guanidină-acetat etc..
O mare parte a enzimelor din acest grup funcționează în reglarea formării sau hidrolizei compușilor cu energie ridicată, cum ar fi ATP, GTP, CTP și alții, deoarece sunt responsabili de adăugarea, îndepărtarea sau schimbul de grupări fosfat între aceste tipuri. de molecule.sau precursorii ei.
Aceștia participă, de asemenea, la transferul grupărilor fosfat către alte molecule fosforilate anterior, care pot fi lipidice în natură, carbohidrați sau derivați ai acestora..
Exemple ale acestor enzime importante sunt adenilat kinaza, nucleozid fosfat kinază, nucleozid trifosfat adenilat kinază, UMP / CMP kinază și farnesil fosfat kinază etc..
Difosfotransferazele catalizează transferul a două grupări fosfat simultan pe același substrat. Exemple ale acestor enzime sunt riboză-fosfat difosfokinază, tiamină difosfokinază și GTP difosfokinază, care este o enzimă importantă în metabolismul purinelor..
Nucleotidil fosfotransferazele participă la multe procese celulare implicate în activarea și inactivarea altor proteine și enzime, precum și în unele mecanisme de reparare a ADN-ului.
Funcția sa este de a transfera nucleotide, în general nucleotide monofosfat de diferite baze azotate. În această clasă de enzime sunt ADN și ARN polimeraze (atât ADN cât și ARN dependente), UDP-glucoză 1-fosfat uridiltransferază, printre altele.
Această clasă are funcții semnificative în căile metabolismului lipidic, în special sinteza acestora. Acestea sunt responsabile pentru transferul moleculelor fosforilate (grupări fosfat cu substituții) către alte molecule „acceptoare”..
Exemple ale acestui grup de enzime sunt etanolamina fosfotransferază, diacilglicerol colină fosfotransferază, sfingomielină sintază etc..
Aceste enzime utilizează un singur donator de grup fosfat (ATP sau înrudit) pentru a fosforila două molecule acceptoare diferite. Exemple ale acestor enzime sunt piruvatul fosfat dikinazic (PPDK) și fosfoglicanul dikinază..
Protein-tirozin kinazele sunt enzime care catalizează transferul grupărilor fosfat în mod specific la reziduurile de tirozină din lanțurile polipeptidice ale diferitelor tipuri de acceptori de proteine..
La fel ca proteinele tirozin kinaze, acest grup de enzime catalizează transferul grupărilor fosfat la reziduuri de serină sau treonină din alte proteine..
Un exemplu cunoscut al acestor proteine este familia protein kinazelor C, care participă la mai multe căi, dar mai ales la metabolismul lipidelor..
De asemenea, incluse în acest grup sunt multe AMP ciclice și protein kinaze ciclice dependente de GMP, cu implicații importante pentru diferențierea celulară, creșterea și comunicarea.
Protein kinazele kinaze activate de mitogen (MAPKK) fac parte din acest grup de enzime care sunt capabile să fosforileze interschimbabil reziduuri de serină, treonină sau tirozină ale altor proteine kinaze..
Există alte proteine kinaze capabile să transfere grupări fosfat la resturi de histidină și arginină în unele tipuri de proteine și acestea sunt proteinele-histidină kinaze și proteinele-arginina kinaze..
Potrivit diferiților autori, kinazele pot fi clasificate mai bine în funcție de tipul de substrat pe care îl utilizează ca acceptor al grupului fosfat..
Alții consideră că cel mai bun mod de a clasifica aceste enzime este în funcție de structura și caracteristicile sitului lor activ, adică în conformitate cu conformația și prezența ionilor sau a anumitor molecule în ea..
În funcție de tipul de substrat, kinazele pot fi clasificate ca protein kinaze (care fosforilează alte proteine), lipid kinaze (care fosforilează lipide), carbohidrat kinaze (care fosforilează diferite tipuri de carbohidrați), fosforilaze nucleozidice (care fosforilează nucleozide) etc..
Enzimele grupului kinază sunt omniprezente în natură și o singură celulă poate găzdui sute de tipuri diferite, catalizând reacții pe mai multe căi celulare..
Funcțiile sale pot fi foarte diverse:
-Aceștia participă la multiple procese de semnalizare și comunicare celulară, în special protein kinaze, care catalizează fosforilarea consecutivă a altor proteine kinaze (cascade de fosforilare) ca răspuns la stimuli interni și externi..
-Unele dintre aceste proteine cu activitate enzimatică au funcții centrale în metabolismul glucidelor, lipidelor, nucleotidelor, vitaminelor, cofactorilor și aminoacizilor. De exemplu, nimic altceva în glicoliză nu implică cel puțin 4 kinaze: hexokinază, fosfofructocinază, fosfoglicerat kinază și piruvat kinază..
-Printre funcțiile de semnalizare, kinazele sunt implicate în procesele de reglare a expresiei genelor, contracția musculară și rezistența la antibiotice în diferite tipuri de organisme vii..
-Protein-tirozin kinazele joacă un rol în reglarea multor căi de transducție a semnalului care sunt legate de dezvoltare și comunicare în metazoanele multicelulare..
-Modificarea proteinelor prin fosforilare (în alte contexte celulare, altele decât semnalizarea celulară) este un element important în reglarea activității unui număr mare de enzime care participă la diferite procese metabolice. Acesta este exemplul de reglare a ciclului celular de către multe proteine de ciclină dependente de kinază..
-Kinazele capabile de fosforilarea lipidelor sunt esențiale pentru procesele de remodelare a membranelor celulare, precum și pentru sinteza și formarea de noi membrane.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.