náhľad|Dihydroxyacetónkináza v komplexe s nehydrolyzovateľným analógom ATP (konkrétne AMP-PNP). Štruktúra pochádza z PDB 1UN9.
Kinázy sú enzýmy, ktoré katalyzujú prenos fosfátovej skupiny (PO43-) z vysokoenergetických fosfátov na konkrétny substrát. Tento proces sa označuje ako fosforylácia, počas čoho sa prenáša fosfátová skupina z vysokoenergetického adenozíntrifosfátu (ATP) na molekulu substrátu. Výsledkom takejto reakcie je fosforylovaný substrát a adenozíndifosfát (ADP). Opačný proces sa nazýva defosforylácia – dochádza k prenosu fosfátovej skupiny z fosforylovaného substrátu na ADP, čím vzniká defosforylovaný substrát a vysokoenergetický ATP. Tieto dva procesy, fosforylácia a defosforylácia, sa počas glykolýzy objavujú celkom štyrikrát. TheFreeDictionary.com
Kinázy patria medzi transferázy, konkrétne do väčšej skupiny fosfotransferáz. Nemali by byť zamieňané s fosforylázami, ktoré katalyzujú prenos anorganického fosfátu (Pi) na akceptor, ani s fosfatázami, ktoré katalyzujú odstránenie fosfátovej skupiny (defosforylujú). Fosforylovaný stav molekúl, či už ide o bielkoviny, lipidy alebo sacharidy, môže ovyplyvniť ich aktivitu, reaktivitu alebo schopnosť viazať iné molekuly. Kinázy majú teda veľmi dôležitú funkciu v metabolizme, bunkovej signalizácii, regulácii proteínov, bunkovom transporte, sekrečných procesoch a mnohých ďalších bunkových dráhach.
Biochémia a význam
náhľad|600x600bod|Všeobecná reakcia katalyzovaná kinázami
Kinázy sprostredkovávajú prenos fosfátovej skupiny z vysokoenergetickej molekuly (napríklad ATP) na molekulu substrátu, ako napríklad v obrázku vpravo. Kinázy sú potrebné na stabilizáciu tejto reakcie, pretože fosfoanhydridová väzba prítomná vo vysokoenergetických fosfátoch obsahuje veľké množstvo energie. Kinázy vo svojom aktívnom mieste správne orientujú substrát a fosforylovú skupinu, čím sa zvyšuje rýchlosť reakcie. Okrem toho často využívajú kladne nabité aminokyseliny (arginín, lyzín a histidín), ktoré elektrostaticky stabilizujú tranzitný stav, pretože interagujú so záporne nabitými fosfátovými skupinami. Niektoré kinázy využívajú v aktívnom mieste kovové kofaktory na koordináciu fosfátových skupín. Proteínkinázy možno klasifikovať ako katalyticky aktívne (kanonické) alebo ako pseudokinázy, ktoré počas evolúcie prišli o jednu alebo viac katalytických aminokyselín, ktoré sú zodpovedné za správnu pozíciu či hydrolýzu ATP. V rámci signalizácie a rôznych chorôb sú však v ľudských bunkách kinázy i pseudokinázy dôležitými modulátormi signálu, vďaka čomu sú kinázy dôležitými cieľmi rôznych liečiv.Foulkes DM, Byrne DP and Eyers PA (2017) Pseudokinases: update on their functions and evaluation as new drug targets. Future Med Chem. 9(2):245-265
Kinázy sa vo veľkom účastnia prenosu signálu a regulácie komplexných procesov v bunkách. Fosforylácia molekúl môže zvýšiť alebo znížiť (inhibovať) ich aktivitu alebo upraviť ich schopnosť interagovať s ostatnými molekulami. Naviazanie alebo odstránenie fosforylovej skupiny (PO32-) poskytuje bunke schopnosť riadiť procesy, pretože rôzne kinázy môžu reagovať na rôzne podmienky alebo signály. Mutácie v génoch kódujúcich kinázy, ktoré vedú k strate alebo zisku novej funkcie, môžu spôsobovať rakovinu či iné ochorenia u ľudí; patria sem rôzne druhy leukémie a neuroblastómov, glioblastómy, spinocerebelárna ataxia (typ 14), rôzne druhy agamaglobulinémie a mnohé ďalšie.
Referencie
Iné projekty
Zdroj