Proteinska kinaza

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

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

Nicholas C. Price; Lewis Stevens (1999). Fundamentals of Enzymology: The Cell and Molecular Biology of Catalytic Proteins (Third изд.). USA: Oxford University Press. ISBN 019850229X.
Eric J. Toone (2006). Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology, Protein Evolution (Volume 75 изд.). Wiley-Interscience. ISBN 0471205036.
Branden C; Tooze J. Introduction to Protein Structure. New York, NY: Garland Publishing. ISBN 0-8153-2305-0.
Irwin H. Segel. Enzyme Kinetics: Behavior and Analysis of Rapid Equilibrium and Steady-State Enzyme Systems (Book 44 изд.). Wiley Classics Library. ISBN 0471303097.

^ 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.
^ 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.
^ 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.
^ 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.
^ Hanks SK (2003). „Genomic analysis of the eukaryotic protein kinase superfamily: a perspective”. Genome Biol. 4 (5): 111. PMC 156577  . PMID 12734000. doi:10.1186/gb-2003-4-5-111. Архивирано из оригинала 19. 04. 2015. г. Приступљено 16. 01. 2011.
^ 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.
^ Hunter T (1991). „Protein kinase classification”. Meth. Enzymol. 200: 3—37. PMID 1835513. doi:10.1016/0076-6879(91)00125-G.
^ 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.
^ 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

Proteinske kinaze^{[мртва веза]}
Humane i mišje proteinske kinaze: klasifikacija i indeks Архивирано на сајту Wayback Machine (30. април 2011)
Kinase.Com
Kinaze/TIP
AurSCOPE Kinase Database
Kinasecentral
Kolekcija Ser/Thr/Tyr specifičnih proteinskih kinaza
KinMutBase: registar bolest-izazivajućih mutacija u domenu proteinskih kinaza
Humani kinom
UMich orijentacija proteina u membranama families/superfamily-63 - Orijentacije C1 domena
UMich orijentacija proteina u membranama families/superfamily-47 - Orijentacije C2 domena

[pmid12471243-1] 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.

[pmid15078142-4] 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.

[pmid12734000-5] Hanks SK (2003). „Genomic analysis of the eukaryotic protein kinase superfamily: a perspective”. Genome Biol. 4 (5): 111. PMC 156577  . PMID 12734000. doi:10.1186/gb-2003-4-5-111. Архивирано из оригинала 19. 04. 2015. г. Приступљено 16. 01. 2011.

[pmid7768349-6] 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.

[pmid1835513-7] Hunter T (1991). „Protein kinase classification”. Meth. Enzymol. 200: 3—37. PMID 1835513. doi:10.1016/0076-6879(91)00125-G.

[pmid1956325-8] 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.

[pmid1862342-9] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]