Charakteristiky, typy, funkcie

Ten žltka ani kinázaSú to proteíny s enzymatickou aktivitou, ktoré sú zodpovedné za katalyzáciu prenosu fosfátových skupín (PO4-3) na rôzne typy molekúl. Sú to mimoriadne bežné enzýmy v prírode, kde vykonávajú transcendentálne funkcie pre živé organizmy: zúčastňujú sa metabolizmu, značenie a tiež na bunkovej komunikácii.

Vďaka veľkému počtu procesov, v ktorých plnia viac funkcií, sú kinázy jedným z najviac študovaných typov proteínov, nielen na biochemickej úrovni, ale aj na štrukturálnej, genetickej a bunkovej úrovni.

Domény štruktúry enzýmu pyruvato kinázy (PYK) Glykolytický enzým (zdroj: Thomas Splettssser (www.Sliepka.com) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)] Via Wikimedia Commons)

Zistilo sa, že ľudský genóm má najmenej 500 génov, ktoré kódujú enzýmy patriace do skupiny kináz, ktorých „akceptory“ substrátov fosfátových skupín môžu byť uhľohydráty, lipidy, nukleozidy, proteíny a ďalšie typy organických molekúl „.

Tieto enzýmy sú klasifikované v skupine fosfotransferáz (EC 2.7) a zvyčajne sa používajú ako „darcovské“ molekuly fosfát do zlúčenín vysokej energie, ako sú ATP, GTP, CTP a ďalšie súvisiace.

[TOC]

Charakteristika

Termín „kináza“, ako už bolo uvedené, sa bežne vzťahuje na všetky enzýmy, ktoré sú zodpovedné za prenos terminálnej fosfátovej skupiny ATP smerom k inému prijímajúcej alebo „akceptovanej“ molekule fosfátovej skupiny.

Aj keď tieto enzýmy v podstate katalyzujú rovnakú reakciu prenosu fosforyl skupín, medzi nimi existuje veľká diverzita, nielen s ohľadom na štruktúru, ale aj na špecifickosť substrátov a bunkových trás, na ktorých sa zúčastňujú.

Všeobecne platí, že jej štruktúra sa skladá z β-peelovaných listov a vrtule, ktoré sú špecificky zložené na vytvorenie aktívneho miesta, a uvedené aktívne miesto zvyčajne obsahuje pozitívne zaťažené ióny (katióny), ktoré stabilizujú negatívne zaťaženie fosfátových skupín, ktoré prenášajú.

Na aktívnom alebo blízko k tomu sú dve miesta pre substráty: jedno pre ATP alebo molekula darcu fosfátovej skupiny a druhé pre substrát, ktorý bude fosforylovaný.

Všeobecná reakcia týchto enzýmov (fosforylácia) sa dá predpokladať takto:

ATP + substrát → ADP + fosforylovaný substrát

Kde ATP daruje fosfátovú skupinu, ktorá vyhrá substrát.

Chlapci

Podľa klasifikácie výboru pre nomenklatúru Medzinárodnej únie biochémie a molekulárnej biológie (NC-IBMB) sa kinázy nachádzajú v skupine fosfotransferáz (ES. 2.7, enzýmy, ktoré prenášajú skupiny, ktoré obsahujú fosfor), ktoré sú zase rozdelené v približne 14 triedach (EC 2.7.1 - EC 2.7.14).

Môže vám slúžiť: heteróza: zlepšenie zvierat, v rastlinách, ľudskej bytosti

Základné rozdiely medzi týmito 14 druhmi fosfotransferáz sú príbuzné s chemickou povahou „akceptorovej“ molekuly fosfátovej skupiny, ktorú prenášajú (alebo s povahou časti molekuly, ktorú fosfátová skupina prijíma).

V tejto kategórii (fosfotransferáza enzýmy) sú tiež niektoré enzýmy, ktoré prenášajú fosfáty, ale nepoužívajú molekuly ATP, ako je „darca“, ale používajú anorganické fosfáty.

Všeobecne sú tieto triedy opísané takto:

EC 2.7.1: Enzýmy fosfotransferázy, ktoré majú akceptor skupiny fosfátov, alkohol

Toto je jedna z najdôležitejších skupín pre energetický metabolizmus mnohých organizmov, pretože obsahuje enzýmy zodpovedné za fosforyláciu uhľohydrátov a ich derivátov, ako je glukóza, galaktóza, fruktóza, mannosa, glykozamín, ribóza a rebóza, xylózy, glycerol, glycerol. , Pyruvate, Mevalonato, arabinosa, inositol, medzi mnohými ďalšími.

Príkladom týchto bežných enzýmov sú hexoquináza, glykoquináza, fosfofrucerachináza a pyruvato kináza, ktoré sú priamo zapojené do glykolytickej cesty, ktorá je zodpovedná za oxidáciu glukózy na výrobu energie vo forme ATP.

EC 2.7.2: Enzýmy fosfotransferázy, ktoré majú karboxylovú skupinu ako akceptor fosfátu

V rámci tohto druhu flinázových alebo fosfotransferázových enzýmov sú enzýmy, ktoré prenášajú fosfátové skupiny do častí molekúl s karboxymi, ako je acetát, karbamát, aspartát, fosfoglycerát,.

EC 2.7.3: fosfotransferáza enzýmy, ktoré majú atóm dusíka ako akceptor fosfátu

Metabolicky povedané, táto skupina enzýmov má tiež veľkú dôležitosť, pretože sú zodpovedné za prenos fosfátových skupín do molekúl, ako je kreatinín, arginín, glutamín, guanidín-acetát atď.

EC 2.7.4: Enzýmy fosfotransferázy, ktoré majú ako akceptor fosfátovej skupiny Ďalšia fosfátová skupina

Väčšina enzýmov tejto skupiny pracuje na regulácii tvorby alebo hydrolýzy zlúčenín s vysokou energiou, ako sú ATP, GTP, CTP a ďalšie, pretože sú zodpovedné za pridanie, odstránenie alebo výmenu fosfátových skupín medzi týmto typom molekúl alebo jeho predchodcovia.

Zúčastňujú sa tiež na prenose fosfátových skupín smerom k iným predtým fosforylovaným molekúl, ktoré môžu mať lipidovú povahu, uhľohydráty alebo z nich odvodené.

Príkladom týchto dôležitých enzýmov sú kináza adenylát, nukleozid fosfátová kináza, nukleozidná adenylátová kináza, kináza UMP/CMP a fosfátová kináza fosforečnanu Farnesil.

EC 2.7.6: enzýmy diposfotransferázy

Diposfotransferázy katalyzujú prenos dvoch fosfátových skupín súčasne smerom k rovnakému substrátu. Príkladom týchto enzýmov sú ribózovo-fosfát Defosfoquináza, tiamín defosfoquinázy a defosfoquináza GTP, ktorá je dôležitým enzýmom v metabolizme purínov.

Môže vám slúžiť: Sfingomyeline: Čo je, štruktúra, funkcie, syntéza

EC 2.7.7: Špecifické nukleotidové enzýmy fosfotransferázy (fosfotransferáza nukleotidy)

Fosfotransferáza nukleidos sa podieľa na mnohých bunkových procesoch zapojených do aktivácie a inaktivácie iných proteínov a enzýmov, ako aj na niektorých mechanizmoch opravy DNA.

Jeho funkciou je prenos nukleotidov, zvyčajne monofosfátových nukleotidov rôznych dusíkových báz. V tomto druhu enzýmov sú DNA a RNA polymerázy (DNA aj závislá RNA), UDP-glukosa 1-fosfát uridiltransferáza,.

EC 2.7.8: Enzýmy, ktoré prenášajú fosfátové skupiny s náhradami

Táto trieda má významné funkcie v trasách metabolizmu lipidov, najmä v jeho syntéze. Sú zodpovední za prenos fosforylovaných molekúl (fosfáty s substitúciami) smerom k iným „akceptorovým“ molekulám.

Príkladom tejto skupiny enzýmov sú fosfotransferáza etanolamín, diacylglycerol colina fosfotransferáza, sfingomyeline syntázia, atď.

EC 2.7.9: Fosfotransferáza enzýmy s párovanými akceptormi

Tieto enzýmy používajú jediného darcu fosfátovej skupiny (ATP alebo príbuzné) pre fosforyláty Dva rôzne akceptorové molekuly. Vybavenie fosfátu pyruvátu (PPDK) a fosfoglucano dikináza sú príklady týchto enzýmov.

Fosfotransferázy, ktoré fosforylujú aminokyselinové zvyšky rôznych typov proteínov

EC 2.7.10: proteín-lyrosínkinázy

Proteín-pyrozínkinázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú prenos fosfátových skupín špecificky na tyrozínové zvyšky v polypeptidových reťazcoch rôznych typov proteínových akceptorov.

EC 2.7.11: proteín-serín/treonine kinázy

Rovnako ako proteín-pyrozínkinázy, aj táto skupina enzýmov katalyzuje prenos fosfátových skupín na serínový alebo treonínový odpad v iných proteínoch.

Známym príkladom týchto proteínov je rodina proteínov kinázy C, ktoré sa zúčastňujú viacerými spôsobmi, ale najmä v metabolizme lipidov.

Táto skupina tiež obsahuje veľa cyklických proteínov závislých od AMP a cyklický GMP, s dôležitými dôsledkami v bunkovej diferenciácii, raste a komunikácii.

EC 2.7.12: Kinázy sú duálnou špecifickosťou (ktorá môže pôsobiť v serín/treoníne aj v odpadu tyrozínu)

Proteíny kináz aktivované mitogénom (MAPKK) sú súčasťou tejto skupiny enzýmov, ktoré sú schopné nezmyselne seínového, treonínového alebo tyrozínového odpadu iných kinázových proteínov.

Histidín mutkish (EC 2.7.13) a proteín-arginínkinázy (EC 2.7.14)

Existujú ďalšie kinázové proteíny schopné prenášať fosfátové skupiny na zvyšky histidínu a arginínu v niektorých typoch proteínov, a to sú kinázové proteíny a proteín-arginínové kinázy.

Iné formy klasifikácie

Podľa rôznych autorov sa kinázy dajú lepšie klasifikovať podľa typu substrátu, ktorý používajú ako akceptor skupiny fosfátov.

Môže vám slúžiť: nukleozid: Charakteristiky, štruktúra a aplikácie

Iní sa domnievajú, že najlepší spôsob klasifikácie týchto enzýmov je podľa štruktúry a charakteristík ich aktívneho miesta, tj podľa konformácie a prítomnosti iónov alebo určitých molekúl v rovnakom.

Podľa typu substrátu môžu byť kinázy klasifikované ako fosforylátový proteín (ktorý fosforylujú ďalšie proteíny), litra kinázy (ktoré fosforylátové lipidy), uhľohydrátové kinázy (ktoré fosforylujú rôzne typy uhľohydrátov), ​​atď.

Funkcia

Enzýmy skupiny kinázy majú všadeprítomnú povahu a jediná bunka môže umiestniť stovky rôznych typov, katalyzujúce reakcie na viacerých bunkových trasách.

Jeho funkcie môžu byť veľmi rozmanité:

-Zúčastňujú sa na viacerých procesoch bunkovej signalizácie a komunikácie, najmä kinázových proteínov, ktoré katalyzujú po sebe idúcu fosforyláciu iných kinázových proteínov (fosforylačné vodopády) v reakcii na vnútorné a vonkajšie stimuly.

-Niektoré z týchto proteínov s enzymatickou aktivitou majú centrálne funkcie v metabolizme uhľohydrátov, lipidov, nukleotidov, vitamínov, kofaktorov a aminokyselín. Napríklad, nič viac v glykolýze sa nezúčastňuje najmenej 4 kináz: hexochináza, fosfroukerachináza, fosfoglycerát kináza a pyruvát kináza.

-Medzi signalizačné funkcie sú kinázy zapojené do procesov regulácie genetickej expresie, kontrakcie svalov a rezistencie na antibiotiká v rôznych typoch živých organizmov.

-Proteíny putter-chinázy majú funkcie pri regulácii mnohých trás prenosu signálu, ktoré súvisia s vývojom a komunikáciou v mnohobunkových metazosoch.

-Modifikácia fosforylačných proteínov (v iných bunkových kontextoch iných ako bunková signalizácia) je dôležitým prvkom regulácie aktivity veľkých množstiev enzýmov, ktoré sa zúčastňujú na rôznych metabolických procesoch. To je príklad regulácie bunkového cyklu mnohými proteínmi závislými od kinázy.

-Lipidové fosforné kinázy sú nevyhnutné pre procesy remodelácie bunkových membrán, ako aj syntéza a tvorba nových membrán.

Odkazy

1. Líca, s., Zhang, h., & Grishin, n. Vložka. (2002). Sekvencia a štruktúra Klasifikácia kináz. Journal of Molecular Biology, 2836(02), 855-881.
2. Cooper, J. (2018). Encyclopaedia Britannica. Zdroj: Britannica.com
3. Da Silva, G. (2012). Pokroky v proteínových kinázach. Rijaka, Chorvátsko: Intech Open.
4. Krebs, e. (1983). Historické perspektívy fosforylácie proteínov a klasifikačného systému pre proteínové kinázy. Phil. Previesť. R. SOC. Londýnsky. B, 302, 3-11.
5. Krebs, e. (1985). Fosforylácia proteínov: hlavný mechanizmus biologickej regulácie. Transakcie biochemickej spoločnosti, 13, 813-820.
6. Výbor pre nomenklatúru Medzinárodnej únie biochémie a molekulárnej biológie (NC-IBMB). (2019). Zdroj z Qmul.Ac.Uk