Enzim kinaza

Kinaza, enzim koji dodaje fosfatne skupine (PO ₄ ³⁻) drugim molekulama. Postoji veliki broj kinaza - ljudski genom sadrži najmanje 500 gena koji kodiraju kinazu. Među metama ovih enzima uključene su fosfatne skupine (fosforilacija) proteini, lipidi i nukleinske kiseline.

Za ciljeve proteina, kinaze mogu fosforitirati aminokiseline serin, treonin i tirozin. Reverzibilna fosforilacija proteina, antagonističkim (suprotstavljenim) djelovanjem kinaza i fosfataza, važan je sastojak stanične signalizacije, jer fosforilirana i nefosforilirana stanja ciljnog proteina mogu imati različite razine aktivnosti. Edwin Gerhard Krebs i Edmond H. Fischer dobili su Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu 1992. za svoj rad na uspostavljanju ove paradigme.

Fosforilacija lipidnih molekula kinazama važna je za kontrolu molekularnog sastava membrane u stanicama, što pomaže u određivanju fizičkih i kemijskih svojstava različitih membrana. Inozitol, spoj sličan u strukturi ugljikohidratima, fosforilira se kinazama kako bi stvorio raznoliku lepezu fosfoinozitola i fosfoinozitida. Te molekule tada djeluju kao drugi glasnici za širenje signalnih informacija kroz stanicu.

Nukleotidi, temeljne jedinice RNA (ribonukleinska kiselina) i DNA (deoksiribonukleinska kiselina), sadrže molekulu fosfata spojenu na nukleozid, spoj sastavljen od dijela riboze i purinske ili pirimidinske baze. U polimerima RNA i DNK, okosnica se sastoji od ponavljajućih jedinica fosfo-riboze. Kinaze vežu fosfat na nukleozidu, stvarajući nukleotidni monofosfat. Na primjer, enzim nazvan nukleozid fosforilaza služi tu ulogu kada stanice prelaze na sintezu nukleotida iz recikliranih purina umjesto s novih polaznih materijala. Mutacije gena koji kodira nukleozid fosforilazu mogu uzrokovati težak oblik imunog deficita.

Metabolizam prehrambenih šećera (glikoliza) uključuje nekoliko različitih stupnjeva fosforilacije različitim kinazama. Ove fosfatne skupine u konačnici se koriste za stvaranje visokoenergetskog spoja poznatog kao ATP (adenosin trifosfat).

Inhibitori kinaza mogu biti važni tretmani za ljudske bolesti u kojima je potrebno ublažiti hiperaktivne procese. Na primjer, jedan oblik ljudske leukemije, CML (kronična mijeloična leukemija), uzrokovan je prekomjernom aktivnošću Abelson tirozin kinaze. Imatinib (Gleevec) je kemikalija koja se veže na aktivno mjesto ove kinaze, čime blokira sposobnost enzima za fosforilaciju meta. Imatinib je bio koristan u početnom liječenju CML-a; međutim, u mnogim slučajevima enzim kinaza mutira, što lijek čini neefikasnim.