Ominaisuudet, tyypit, toiminnot

Se kuva jompikumpi kinaasitNe ovat proteiineja, joilla on entsymaattinen aktiivisuus, jotka ovat vastuussa fosfaattiryhmien (PO4-3) katalysoinnista erityyppisiin molekyyleihin. Nämä ovat luonteeltaan erittäin yleisiä entsyymejä, joissa ne käyttävät elävien organismien transsendentisia toimintoja: aineenvaihdunta osallistuvat, opasteet ja myös soluviestinnässä.

Suuren määrän prosessien ansiosta, joissa ne suorittavat useita toimintoja, kinaasit ovat yksi tutkituimmista proteiinityypeistä, ei vain biokemiallisella tasolla, vaan myös rakenteellisella, geneettisellä ja solutasolla.

Pyruvato -entsyymin rakenteen domeenit (PYK) Glykolyyttinen entsyymi (lähde: Thomas Splettssser (www.Scistyle.com) [cc by-sa 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)] Wikimedia Commonsin kautta)

On määritetty, että ihmisen genomissa on vähintään 500 geeniä, jotka koodaavat kinaasiryhmään kuuluvia entsyymejä, joiden fosfaattiryhmien ”vastaanottajat” -alustat voivat olla hiilihydraatteja, lipidejä, nukleosideja, proteiineja ja muun tyyppisiä orgaanisia molekyylejä.

Nämä entsyymit luokitellaan fosfotransferaasien ryhmään (EC 2.7), ja yleensä käytetään "luovuttajan" molekyylien fosfaatiksi korkean energian yhdisteisiin, kuten ATP, GTP, CTP ja muut siihen liittyvät.

[TOC]

Ominaisuudet

Termi "kinaasi", kuten mainittiin, viittaa yleensä kaikkiin entsyymeihin, jotka ovat vastuussa ATP -terminaalisen fosfaattiryhmän siirrosta toiseen vastaanottavaan tai "hyväksymiseen" -molekyylin suhteen fosfaattiryhmän kanssa.

Vaikka nämä entsyymit katalysoivat olennaisesti fosforyyliryhmien siirron samaa reaktiota, näiden keskuudessa on suuri monimuotoisuus paitsi rakenteen suhteen, myös substraattien ja solureiteille, joihin ne osallistuvat.

Yleensä sen rakenne koostuu β-verkotetuista levyistä ja a-potkurista, jotka on taitettu spesifisesti aktiivisen kohdan muodostamiseksi, ja mainittu aktiivinen kohta sisältää yleensä positiivisesti ladattuja ioneja (kationeja), jotka stabiloivat ne negatiiviset kuormat, joita ne siirtävät.

Aktiivisesti tai lähellä tätä on kaksi substraattien liitoskohtaa: yksi ATP: lle tai fosfaattiryhmän luovuttajamolekyylille ja toinen substraatille, joka fosforyloitua.

Näiden entsyymien yleistä reaktiota (fosforylaatio) voidaan harkita seuraavasti:

ATP + Substraatti → ADP + fosforyloitu substraatti

Missä ATP lahjoittaa fosfaattiryhmän, joka voittaa substraatin.

Kaverit

Kansainvälisen biokemian ja molekyylibiologian liiton (NC-IBMB) nimikkeistökomitean luokituksen mukaan kinaaseja löytyy fosfotransferaasien ryhmästä (EY. 2.7, entsyymit, jotka siirtävät ryhmiä, jotka sisältävät fosforia), jotka puolestaan ​​on jaettu noin 14 luokkaan (EC 2.7.1 - EC 2.7.14).

Voi palvella sinua: heteroosi: eläinten parantaminen, kasveissa, ihmisessä

Näiden 14 fosfotransferaasien väliset perustavanlaatuiset erot liittyvät fosfaattiryhmän "vastaanottaja" -molekyylin kemialliseen luonteeseen, jonka ne siirtävät (tai fosfaattiryhmän vastaanottaman molekyylin osan luonteeseen).

Tässä luokassa (fosfotransferaasientsyymit) on myös joitain entsyymejä, jotka siirtävät fosfaatteja, mutta eivät käytä ATP -molekyylejä, kuten "luovuttaja", mutta käytä epäorgaanisia fosfaatteja.

Yleensä nämä luokat kuvataan seuraavasti:

EC 2.7.1: Fosfotransferaasientsyymit, joilla on fosfaattiryhmä,

Tämä on yksi tärkeimmistä ryhmistä monien organismien energian aineenvaihdunnalle, koska se sisältää hiilihydraattien ja niiden johdannaisten fosforylaatiosta vastaavat entsyymit, kuten glukoosi, galaktoosi, fruktoosi, mannosa, glykosamiini, riboosi ja ribtoosi, ksyloosi, glyserola , Pyruvaatti, mevalonato, arabinosa, inositoli, muun muassa.

Esimerkki näistä yleisistä entsyymeistä ovat heksokinaasi, glykokinaasi, fosfofrukerachinaasi ja pyruvato -kinaasi, jotka ovat suoraan mukana glykolyyttisessä reitissä, joka on vastuussa glukoosin hapettumisesta energian tuotannossa ATP -muodossa muodossa ATP -muodossa.

EC 2.7.2: Fosfotransferaasientsyymit, joilla on karboksyyliryhmä fosfaatin hyväksynnänä

Tällaisessa flinaasi- tai fosfotransferaasientsyymissä ovat entsyymejä, jotka siirtävät fosfaattiryhmiä molekyylien osiin, joissa on karboksiryhmiä, kuten asetaatti, karbamaatti, aspartaatti, fosfoglyceratere.

EC 2.7.3: Fosfotransferaasientsyymit, joilla on typpiatomi fosfaatin hyväksyjänä

Tällä entsyymiryhmällä on myös metabolisesti merkitys, koska ne ovat vastuussa fosfaattiryhmien siirtämisestä molekyyleihin, kuten kreatiniini, arginiini, glutamiini, guanidiini-asetaatti jne.

EC 2.7.4: Fosfotransferaasientsyymit, joilla on fosfaattiryhmän vastaanottaja toinen fosfaattiryhmä

Suuri osa tämän ryhmän entsyymeistä työskentelee korkean energian yhdisteiden, kuten ATP: n, GTP: n, CTP: n ja muiden, muodostumisen tai hydrolyysin säätelyssä, koska ne ovat vastuussa fosfaattiryhmien lisäämisestä, poistamisesta tai vaihdosta tämän tyyppisten molekyylien tai sen edeltäjät.

He osallistuvat myös fosfaattiryhmien siirtoon muihin aikaisemmin fosforyloituneisiin molekyyleihin, jotka voivat olla lipidiläisiä, hiilihydraatteja tai niistä johdettuja.

Esimerkki näistä tärkeistä entsyymeistä ovat kinaasi -adenylaatti, nukleosidifosfaattikinaasi, nukleosidi tryposfaattia adenylaattikinaasi, UMP/CMP -kinaasi ja farnesil -fosfaattikinaasi jne.

EC 2.7.6: DIPOSFOTRANSFERAY -entsyymit

DiPosfotransferaasit katalysoivat kahden fosfaattiryhmän siirtoa samanaikaisesti kohti samaa substraattia. Esimerkki näistä entsyymeistä ovat riboosifosfaatti-defosfokinaasi, defosfokinaasi-tiamiini ja defosfokinaasi GTP, joka on tärkeä entsyymi puriinien aineenvaihdunnassa.

Voi palvella sinua: Sphingomyeline: Mikä on, rakenne, toiminnot, synteesi

EC 2.7.7: Spesifinen nukleotidifosfotransferansferaasientsyymit (fosfotransferaasinukleotidit)

Fosfotransferaasin nukleidot osallistuvat moniin soluprosesseihin, jotka osallistuvat muiden proteiinien ja entsyymien aktivointiin ja inaktivointiin, samoin kuin joissakin DNA: n korjausmekanismeissa.

Sen tehtävänä on siirtää nukleotideja, yleensä erilaisten typpipohjojen monofosfaattinukleotideja. Tällaisissa entsyymeissä ovat DNA- ja RNA-polymeraasit (sekä DNA että riippuvainen RNA), UDP-glukosa 1-fosfaatti uridiltransferaasi, muun muassa.

EC 2.7.8: Entsyymit, jotka siirtävät fosfaattiryhmiä substituutioilla

Tällä luokalla on merkittäviä toimintoja lipidien aineenvaihduntareiteillä, etenkin sen synteesissä. Ne ovat vastuussa fosforyloituneiden molekyylien (fosfaattien kanssa substituutioiden) siirrosta kohti muita "vastaanottaja" -molekyylejä.

Esimerkki tästä entsyymiryhmästä ovat fosfotransferaasin etanoliamiini, diasyyliglyseroli colina fosfotransferaasi, sfingomyelin -syntaasi jne.

EC 2.7.9: Fosfotransferaasientsyymit parillisten vastaanottajien kanssa

Nämä entsyymit käyttävät yhtä fosfaattiryhmän luovuttajaa (ATP tai siihen liittyvä) fosforyloida kahta erilaista vastaanottajamolekyyliä. Disbuff -fosfaatti pyruvaatti (PPDK) ja fosfoglukaano -dikinaasi ovat esimerkkejä näistä entsyymeistä.

Fosforyloivat fosforyloivat aminohappotähteet, jotka ovat erityyppisiä proteiineja

EC 2.7.10: Proteiinilenrosiinikinaasit

Proteiinipyrosiinikinaasit ovat entsyymejä, jotka katalysoivat fosfaattiryhmien siirtymistä spesifisesti tyrosiinitähteisiin erityyppisten proteiinien approinien polypeptidiketjuissa.

EC 2.7.11: Proteiini-seriini/treonine-kinaasit

Kuten proteiini-pyrosiinikinaasit, tämä entsyymiryhmä katalysoi fosfaattiryhmien siirtymistä seriini- tai treoniinijätteisiin muihin proteiineihin.

Tunnettu esimerkki näistä proteiineista on kinaasi C -proteiinien perhe, joka osallistuu monilla tavoilla, mutta erityisesti lipidien aineenvaihdunnassa.

Tämä ryhmä sisältää myös monia syklisiä AMP -riippuvaisia ​​proteiineja ja syklistä GMP: tä, joilla on tärkeitä vaikutuksia solujen erilaistumiseen, kasvuun ja viestintään.

EC 2.7.12: Kinaasit ovat kaksoispesifisyyttä (jotka voivat toimia sekä seriini-/treonine- että tyrosiinijätteissä)

Mitogeenin aktivoidut kinaasiproteiinit (MAPKK) ovat osa tätä entsyymien ryhmää, jotka kykenevät muiden kinaasiproteiinien epäselvästi seine-, treoniin- tai tyrosiinijätteisiin.

Histidin -mutkish (EC 2.7.13) ja proteiini-arginiinikinaasit (EC 2.7.14)

On muitakin kinaasiproteiineja, jotka kykenevät siirtämään fosfaattiryhmiä histidiini- ja arginiinitähteisiin tietyntyyppisissä proteiineissa, ja nämä ovat kinaasiproteiineja ja proteiini-arginiinikinaaseja.

Muut luokituksen muodot

Eri kirjoittajien mukaan kinaasit voidaan luokitella paremmin fosfaattiryhmänä käyttämänsä substraatin tyypin mukaan.

Voi palvella sinua: Nukleosidi: Ominaisuudet, rakenne ja sovellukset

Toiset katsovat, että paras tapa luokitella nämä entsyymit ovat heidän aktiivisen kohdan rakenteen ja ominaisuuksien mukaisesti, ts. Itonien tai tiettyjen molekyylien konformaation ja läsnäolon mukaan samassa.

Substraatin tyypin mukaan kinaasit voidaan luokitella sinaasiproteiiniksi (joka fosforyloi muita proteiineja), Lipa -kinaaseiksi (jotka fosforyloivat lipidit), hiilihydraattikinaasit (jotka fosforyloivat erityyppisiä hiilihydraatteja), fosforylaae -nukleosidia (joka fosforialaini -nukleosideja), jne.

Funktiot

Kinaasiryhmän entsyymit ovat luonteeltaan kaikkialla, ja yksi solu voi olla satoja erityyppisiä, katalysoimalla reaktioita monilla soluilla.

Sen toiminnot voivat olla hyvin monimuotoisia:

-He osallistuvat useisiin solusignaloinnin ja viestinnän prosesseihin, erityisesti kinaasiproteiineihin, jotka katalysoivat muiden kinaasiproteiinien (fosforylaatiovesiputoukset) peräkkäistä fosforylaatiota vasteena sisäisille ja ulkoisille ärsykkeille.

-Joillakin näistä proteiineista, joilla on entsymaattinen aktiivisuus. Esimerkiksi, mikään enemmän glykolyysissä ei osallistu vähintään 4 kinaasia: heksokinaasi, fosfrucerachinaasi, fosfoglyseraattikinaasi ja pyruvaattikinaasi.

-Signalointitoimintojen joukossa kinaasit osallistuvat geneettisen ekspression, lihasten supistumisen ja antibioottiresistenssin säätelyprosesseihin erityyppisissä elävissä organismeissa.

-Putter-kinaasiproteiineilla on toiminnot monien signaalinsiirtoreittien säätelyssä, jotka liittyvät kehitykseen ja viestintään monisoluisissa metatsoissa.

-Fosforylaatioproteiinien modifikaatio (muissa muissa soluyhteydessä kuin solusignaalissa) on tärkeä osa erilaisten aineenvaihduntaprosesseihin osallistuvien suurten entsyymien aktiivisuuden säätelyä. Tällainen on esimerkki solusyklin säätelystä monilla kinaasiriippuvaisilla proteiineilla.

-Lipidifosfori -kinaasit ovat välttämättömiä solukalvojen uusintaprosesseissa sekä uusien kalvojen synteesissä ja muodostumisessa.

Viitteet

1. Seka, s., Zhang, h., & Grishin, N. V. (2002). Kinaasien sekvenssi ja rakenteen luokittelu. Journal of Molecular Biology, 2836(02), 855-881.
2. Cooper, J. (2018). Britannica Encyclopaedia. Haettu Britannicasta.com
3. Da Silva, G. (2012). Edistykset proteiinikinaasissa. Rijaka, Kroatia: Intech Open.
4. Krebs, E. (1983). Proteiinifosforylaation historialliset näkökulmat ja proteiinikinaasien luokittelujärjestelmä. Phil. Trans. R -. Soc. Lond. B -, 302, 3-11.
5. Krebs, E. (1985). Proteiinien fosforylaatio: merkittävä biologisen säätelyn mekanismi. Biokemialliset seuran liiketoimet, 13, 813-820.
6. Kansainvälisen biokemian ja molekyylibiologian kansainvälisen liiton nimikkeistökomitea (NC-IBMB). (2019). Noudettu QMUL: sta.Ac.Yhdistynyt kuningaskunta