Egenskaper, typer, funksjoner

De Kinaser enten kinaserDe er proteiner med enzymatisk aktivitet som er ansvarlige for å katalysere overføring av fosfatgrupper (PO4-3) til forskjellige typer molekyler. Dette er ekstremt vanlige enzymer i naturen, der de utøver transcendentale funksjoner for levende organismer: metabolisme deltar, skilting og også i cellulær kommunikasjon.

Takket være det store antallet prosesser der de oppfyller flere funksjoner, er kinaser en av de mest studerte proteintypene, ikke bare på biokjemisk nivå, men også på strukturelt, genetisk og cellulært nivå.

Domener av strukturen til enzymet pyruvato kinase (PYK) Et glykolytisk enzym (kilde: Thomas Splettssser (www.Scistyle.com) [CC By-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

Det er blitt bestemt at det humane genomet har minst 500 gener som koder for enzymer som tilhører gruppen av kinaser, hvis "akseptorer" underlag av fosfatgrupper kan være karbohydrater, lipider, nukleosider, proteiner og andre typer organiske molekyler.

Disse enzymene er klassifisert i gruppen av fosfotransferaser (EC 2.7), og bruker vanligvis som "donor" molekyler fosfat til høy -energiforbindelser som ATP, GTP, CTP og andre relatert.

[TOC]

Kjennetegn

Begrepet "kinase", som nevnt, refererer ofte til alle enzymer som er ansvarlige for overføring av ATP -terminalfosfatgruppen mot en annen mottak eller "aksepterende" molekyl i fosfatgruppen.

Selv om disse enzymene i hovedsak katalyserer den samme reaksjonen av overføring av fosforylgrupper, er det et stort mangfold blant disse, ikke bare med hensyn til strukturen, men til spesifisiteten til underlag og celleveier de deltar.

Generelt er strukturen sammensatt av ß-pelte ark og α-propeller som er spesifikt brettet for å danne det aktive stedet, og nevnte aktivt sted inneholder vanligvis positivt belastede ioner (kationer) som stabiliserer de negative belastningene på fosfatgruppene de overfører.

På det aktive eller nær dette er det to koblingssteder for underlag: en for ATP eller fosfatgruppedonatormolekylet og et annet for underlaget som vil bli fosforylert.

Den generelle reaksjonen av disse enzymene (fosforylering) kan tenkes som følger:

ATP + underlag → ADP + fosforylert underlag

Der ATP donerer fosfatgruppen som vinner underlaget.

Folkens

I henhold til klassifiseringen av nomenklaturutvalget for International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IBMB), finnes kinasene i gruppen av fosfotransferaser (EC (EC. 2.7, enzymer som overfører grupper som inneholder fosfor), som er underinndelt, igjen, i omtrent 14 klasser (EC 2.7.1 - EC 2.7.14).

Kan tjene deg: heterose: forbedring av dyr, i planter, menneske

De grunnleggende forskjellene mellom disse 14 typene fosfotransferaser er relatert til den kjemiske naturen til "akseptor" molekylet i fosfatgruppen som de overfører (eller med arten av delen av molekylet som fosfatgruppen mottar).

Innenfor denne kategorien (fosfotransferase -enzymer) er det også noen enzymer som overfører fosfater, men ikke bruker ATP -molekyler som "donor", men bruker uorganiske fosfater.

Generelt er disse klassene beskrevet som følger:

EC 2.7.1: Fosfotransferase -enzymer som har en fosfatgruppeakseptor en alkohol

Dette er en av de viktigste gruppene for energimetabolismen til mange organismer, siden den inneholder enzymene som er ansvarlige for fosforylering av karbohydrater og deres derivater, som glukose, galaktose, fruktose, mannosa, glykosamin, ribose og ribbul deres, xylose, glycerolcerolcerolcerolcerolcerotolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolcerolsa, glykosamin, ribose, galaktose, fruktose, mannosa. , Pyruvate, Mevalonato, Arabinosa, Inositol, blant mange andre.

Eksempel på disse vanlige enzymene er heksokinase, glykinase, fosfofrucerachinase og pyruvato kinase, som er direkte involvert i den glykolytiske ruten som er ansvarlig for oksidasjon av glukose for produksjon av energi i form av ATP.

EC 2.7.2: Fosfotransferase -enzymer som har en karboksylgruppe som akseptor av fosfatet

Innenfor denne typen flinase- eller fosfotransferase -enzymer er enzymer som overfører fosfatgrupper til deler av molekyler med karboksygrupper, som acetat, karbamat, aspartat, fosfoglyserat,.

EC 2.7.3: Fosfotransferase -enzymer som har et nitrogenatom som akseptor av fosfatet

Metabolsk sett er denne gruppen av enzymer også av stor betydning, siden de er ansvarlige for overføring av fosfatgrupper til molekyler som kreatinin, arginin, glutamin, guanidin-acetat, etc.

EC 2.7.4: Fosfotransferase -enzymer som har en akseptor av fosfatgruppen en annen fosfatgruppe

Mye av enzymene i denne gruppen fungerer i regulering av dannelse eller hydrolyse av høye energiforbindelser som ATP, GTP, CTP og andre, da de er ansvarlige for tilsetning, fjerning eller utveksling av fosfatgrupper mellom denne typen molekyler eller dets forløpere.

De deltar også i overføringen av fosfatgrupper mot andre tidligere fosforylerte molekyler, som kan være av lipid natur, karbohydrater eller avledet fra disse.

Eksempel på disse viktige enzymene er kinase adenylat, nukleosidfosfatkinasen, nukleosid -tryposfatadenylatkinasen, UMP/CMP -kinase og farnesil fosfatkinase, etc.

EC 2.7.6: Diposfotransferase enzymer

Diposfotransferaser katalyserer overføringen av to fosfatgrupper samtidig mot samme underlag. Eksempel på disse enzymene er ribose-fosfatdefosfokinasen, defosfokinasen tiamin og defosfokinase GTP, som er et viktig enzym i metabolismen til purinene.

Kan tjene deg: sfingomyeline: hva er, struktur, funksjoner, syntese

EC 2.7.7: Spesifikke nukleotidfosfotransferansferase -enzymer (fosfotransferase -nukleotider)

Fosfotransferase nukleidos deltar i mange cellulære prosesser involvert i aktivering og inaktivering av andre proteiner og enzymer, så vel som i noen DNA -reparasjonsmekanismer.

Funksjonen er å overføre nukleotider, vanligvis monofosfatnukleotider av forskjellige nitrogenbaser. I denne typen enzymer er DNA- og RNA-polymeraser (både DNA og avhengig RNA), UDP-glukosa 1-fosfat uridiltransferase, blant andre.

EC 2.7.8: Enzymer som overfører fosfatgrupper med substitusjoner

Denne klassen har betydelige funksjoner i lipidmetabolismuter, spesielt i syntesen. De er ansvarlige for overføring av fosforylerte molekyler (fosfater med substitusjoner) mot andre "akseptor" molekyler.

Eksempel på denne gruppen av enzymer er fosfotransferase etanolamin, diacylglycerol colina fosfotransferase, sfingomyeline -syntase, etc.

EC 2.7.9: Fosfotransferase -enzymer med sammenkoblede akseptorer

Disse enzymene bruker en enkelt fosfatgruppedonor (ATP eller relatert) for fosforylering av to forskjellige akseptormolekyler. Disbuff fosfatpyruvat (PPDK) og fosfoglucano dicinase er eksempler på disse enzymene.

Fosfotransferaser som fosforylerer aminosyrerester av forskjellige typer proteiner

EC 2.7.10: Protein-lyrosinkinaser

Protein-pyrosinkinasene er enzymer som katalyserer overføringen av fosfatgrupper spesielt til tyrosinrester i polypeptidkjeder av forskjellige typer proteinakseptorer.

EC 2.7.11: Protein-serine/treoninkinaser

I likhet med protein-pyrosinkinaser, katalyserer denne gruppen enzymer overføring av fosfatgrupper til serin eller treoninavfall i andre proteiner.

Et kjent eksempel på disse proteinene er familien til kinase C -proteiner, som deltar på flere måter, men spesielt i lipidmetabolisme.

Denne gruppen inkluderer også mange sykliske AMP -avhengige proteiner og syklisk GMP, med viktige implikasjoner i cellulær differensiering, vekst og kommunikasjon.

EC 2.7.12: Kinaser er dobbeltspesifisitet (som kan fungere både i serin/treonin og tyrosinavfall)

Mitogen -aktiverte kinaser proteiner (MAPKK) er en del av denne gruppen av enzymer som er i stand til å utbredt sein, treonin eller tyrosinavfall av andre kinaseproteiner.

Histidin mutisk (EC 2.7.13) og protein-argininkinaser (EC 2.7.14)

Det er andre kinaseproteiner som er i stand til å overføre fosfatgrupper til histidin- og argininrester i noen typer proteiner, og dette er kinaseproteiner og protein-argininkinaser.

Andre former for klassifisering

I følge forskjellige forfattere kan kinasene klassifiseres bedre i henhold til typen underlag de bruker som fosfatgruppeakseptor.

Kan tjene deg: Nukleosid: Kjennetegn, struktur og applikasjoner

Andre vurderer 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 samme.

I henhold til typen underlag, kan kinaser klassifiseres som Cinase -protein (som fosforylerer andre proteiner), Lipa -kinaser (som fosforyler lipider), karbohydratkinaser (fosforylat forskjellige typer karbohydrater), fosforylae nukleosidoside (som fosforylae -nukleosidoside nukleoside nukleoside nukleoside nukleoside nukleoside nukleoside nukleoside nukleosider (som fosforlat (fosforlat (.

Funksjoner

Enzymene i kinasegruppen er allestedsnærværende, og en enkelt celle kan huse hundrevis av forskjellige typer, katalysere reaksjoner på flere celleveier.

Funksjonene kan være veldig mangfoldige:

-De deltar i flere prosesser med cellesignalering og kommunikasjon, spesielt kinaseproteiner, som katalyserer påfølgende fosforylering av andre kinaseproteiner (fosforyleringsfoss) som respons på interne og eksterne stimuli.

-Noen av disse proteinene med enzymatisk aktivitet har sentrale funksjoner i karbohydratmetabolisme, lipider, nukleotider, vitaminer, kofaktorer og aminosyrer. For eksempel deltar ikke noe mer i glykolyse minst 4 kinaser: heksokinase, fosfofrucerachinase, fosfoglyseratkinase og pyruvat kinase.

-Blant signalfunksjonene er kinaser involvert i prosessene for regulering av genetisk ekspresjon, muskelsammentrekning og antibiotikaresistens i forskjellige typer levende organismer.

-Putter-chinase-proteiner har funksjoner i reguleringen av mange signaloverføringsveier som er relatert til utvikling og kommunikasjon i flercellede metazoer.

-Modifisering av fosforyleringsproteiner (i andre cellulære sammenhenger enn cellesignalering) er et viktig element i regulering av aktiviteten til store mengder enzymer som deltar i forskjellige metabolske prosesser. Slik er eksemplet på reguleringen av cellesyklusen av mange kinaseavhengige proteiner.

-Lipidfosforillære kinaser er avgjørende for ombyggingsprosessene til cellemembraner, samt syntese og dannelse av nye membraner.

Referanser

1. Kinn, s., Zhang, h., & Grishin, n. V. (2002). Sekvens og strukturklassifisering av kinaser. Journal of Molecular Biology, 2836(02), 855-881.
2. Cooper, J. (2018). Britannica Encyclopaedia. Hentet fra Britannica.com
3. Da silva, g. (2012). Fremskritt i proteinkinaser. Rijaka, Kroatia: Intech Open.
4. Krebs, e. (1983). Historiske perspektiver på proteinfosforylering og et klassifiseringssystem for proteinkinaser. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 302, 3-11.
5. Krebs, e. (1985). Fosforylering av proteiner: en hovedmekanisme for biologisk regulering. Biokjemiske samfunnstransaksjoner, 1. 3, 813-820.
6. Nomenklaturutvalg for International Union of Biochemistry and Molecular Biology (NC-IBMB). (2019). Hentet fra QMUL.Ac.Storbritannia