Ciri, jenis, fungsi

The pawagam Sama ada kinaseMereka adalah protein dengan aktiviti enzimatik yang bertanggungjawab untuk memangkinkan pemindahan kumpulan fosfat (PO4-3) kepada pelbagai jenis molekul. Ini adalah enzim yang sangat biasa, di mana mereka menjalankan fungsi transendental untuk organisma hidup: metabolisme mengambil bahagian, papan tanda dan juga dalam komunikasi selular.

Terima kasih kepada sejumlah besar proses di mana mereka memenuhi pelbagai fungsi, kinase adalah salah satu jenis protein yang paling banyak dikaji, bukan sahaja di peringkat biokimia, tetapi juga pada tahap struktur, genetik dan selular.

Domain struktur enzim pyruvato kinase (PYK) enzim glikolitik (Sumber: Thomas Splettsser (www.Scistyle.com) [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)

Telah ditentukan bahawa genom manusia mempunyai sekurang -kurangnya 500 gen yang menyandarkan enzim milik kumpulan kinase, yang substrat "penerima" kumpulan fosfat boleh menjadi karbohidrat, lipid, nukleosida, protein dan lain -lain jenis molekul organik.

Enzim -enzim ini diklasifikasikan dalam kumpulan phosphotransferases (EC 2.7), dan biasanya digunakan sebagai molekul "penderma" fosfat kepada sebatian tinggi seperti ATP, GTP, CTP dan lain -lain yang berkaitan.

[TOC]

Ciri -ciri

Istilah "kinase", seperti yang disebutkan, biasanya merujuk kepada semua enzim yang bertanggungjawab untuk pemindahan kumpulan fosfat terminal ATP ke arah lain yang menerima atau "menerima" molekul kumpulan fosfat.

Walaupun enzim -enzim ini pada dasarnya memangkin tindak balas yang sama pemindahan kumpulan fosforil, terdapat kepelbagaian yang besar di antara ini, bukan hanya berkenaan dengan struktur, tetapi kepada kekhususan substrat dan laluan sel di mana mereka mengambil bahagian.

Secara amnya, strukturnya terdiri daripada lembaran β dan kipas α yang dilipat secara khusus untuk membentuk tapak aktif, dan mengatakan tapak aktif biasanya mengandungi ion (kation) yang dimuatkan secara positif yang menstabilkan beban negatif kumpulan fosfat yang mereka pindahkan.

Pada yang aktif atau dekat dengan ini terdapat dua tapak persimpangan untuk substrat: satu untuk ATP atau molekul penderma kumpulan fosfat dan satu lagi untuk substrat yang akan di fosforilasi.

Reaksi umum enzim ini (fosforilasi) boleh dipertimbangkan seperti berikut:

ATP + Substrat → ADP + Substrat Phosphorylated

Di mana ATP menyumbangkan kumpulan fosfat yang memenangi substrat.

Lelaki

Menurut klasifikasi Jawatankuasa Tatanama Kesatuan Antarabangsa Biokimia dan Biologi Molekul (NC-IBMB), kinase ditemui dalam kumpulan phosphotransferases (EC. 2.7, enzim yang memindahkan kumpulan yang mengandungi fosforus), yang dibahagikan, pada gilirannya, pada kira -kira 14 kelas (EC 2.7.1 - EC 2.7.14).

Boleh melayani anda: heterosis: peningkatan haiwan, tumbuhan, manusia

Perbezaan asas antara 14 jenis fosfotransferase ini berkaitan dengan sifat kimia molekul "penerima" kumpulan fosfat yang mereka memindahkan (atau dengan sifat bahagian molekul yang diterima oleh kumpulan fosfat).

Dalam kategori ini (enzim phosphotransferase) terdapat juga beberapa enzim yang memindahkan fosfat tetapi tidak menggunakan molekul ATP seperti "penderma", tetapi gunakan fosfat bukan organik.

Secara umum, kelas -kelas ini digambarkan seperti berikut:

EC 2.7.1: Enzim fosfotransferase yang mempunyai penerima kumpulan fosfat alkohol

This is one of the most important groups for the energy metabolism of many organisms, since it contains the enzymes responsible for the phosphorylation of carbohydrates and their derivatives, such as glucose, galactose, fructose, mannosa, glycosamine, ribose and ribulous, xylose, glycerol , Pyruvate, Mevalonato, Arabinosa, Inositol, antara yang lain.

Contoh enzim biasa ini adalah hexoquinase, glisoquinase, phosphofrucerachinase dan pyruvato kinase, yang terlibat secara langsung dalam laluan glikolitik yang bertanggungjawab untuk pengoksidaan glukosa untuk pengeluaran tenaga dalam bentuk ATP.

EC 2.7.2: Enzim fosfotransferase yang mempunyai kumpulan karboksil sebagai penerima fosfat

Dalam enzim flinase atau phosphotransferase seperti ini adalah enzim yang memindahkan kumpulan fosfat ke bahagian molekul dengan kumpulan karboks.

EC 2.7.3: enzim fosfotransferase yang mempunyai atom nitrogen sebagai penerima fosfat

Secara metabolik, kumpulan enzim ini juga sangat penting, kerana mereka bertanggungjawab untuk pemindahan kumpulan fosfat kepada molekul seperti kreatinin, arginin, glutamin, guanidine-acetate, dan lain-lain.

EC 2.7.4: Enzim fosfotransferase yang mempunyai sebagai penerima kumpulan fosfat yang lain fosfat kumpulan

Kebanyakan enzim kumpulan ini berfungsi dalam peraturan pembentukan atau hidrolisis sebatian tenaga yang tinggi seperti ATP, GTP, CTP dan lain -lain, kerana mereka bertanggungjawab untuk penambahan, penyingkiran atau pertukaran kumpulan fosfat antara jenis molekul ini atau pendahulunya.

Mereka juga mengambil bahagian dalam pemindahan kumpulan fosfat ke arah molekul lain yang fosforilasi sebelum ini, yang boleh bersifat lipid, karbohidrat atau diperolehi dari ini.

Contoh enzim penting ini adalah adenylate kinase, nukleosida fosfat kinase, nukleosid tryposphate kinase, kinase UMP/CMP dan kinase fosfat Farnesil, dan lain -lain.

EC 2.7.6: Enzim Diposfotransferase

Diposfotransferases memangkin pemindahan dua kumpulan fosfat secara serentak ke arah substrat yang sama. Contoh enzim ini ialah defosphoquinase ribosa-fosfat, defosphoquinase thiamine dan defosphoquinase GTP, yang merupakan enzim penting dalam metabolisme purines.

Boleh melayani anda: sphingomyeline: apakah, struktur, fungsi, sintesis

EC 2.7.7: Enzim nukleotida fosfotransferferase spesifik (nukleotid phosphotransferase)

Nukleidos phosphotransferase mengambil bahagian dalam banyak proses selular yang terlibat dalam pengaktifan dan pengaktifan protein dan enzim lain, serta dalam beberapa mekanisme pembaikan DNA.

Fungsinya adalah untuk memindahkan nukleotida, biasanya nukleotida monophosphate dari pangkalan nitrogen yang berbeza. Dalam enzim seperti ini adalah polimerase DNA dan RNA (kedua-dua DNA dan RNA bergantung), uridiltransferase UDP-glucosa 1-fosfat, antara lain.

EC 2.7.8: Enzim yang memindahkan kumpulan fosfat dengan penggantian

Kelas ini mempunyai fungsi penting dalam laluan metabolisme lipid, terutamanya dalam sintesisnya. Mereka bertanggungjawab untuk pemindahan molekul fosforilasi (fosfat dengan penggantian) ke arah molekul "penerima" yang lain.

Contoh kumpulan enzim ini ialah phosphotransferase etanolamine, diacylglycerol colina phosphotransferase, sphingomyeline synthase, dll.

EC 2.7.9: Enzim phosphotransferase dengan penerima berpasangan

Enzim -enzim ini menggunakan penderma kumpulan fosfat tunggal (ATP atau berkaitan) untuk fosforilasi dua molekul penerima yang berbeza. Pyruvate fosfat (PPDK) dan phosphoglucano dicinase adalah contoh enzim ini.

Phosphotransferases yang memfosforasikan residu asid amino dari pelbagai jenis protein

EC 2.7.10: kinase protein-lisin

Kinase protein-pyrosine adalah enzim yang memangkinkan pemindahan kumpulan fosfat khusus kepada residu tirosin dalam rantai polipeptida dari pelbagai jenis penerima protein.

EC 2.7.11: Kinase Protein-Serine/Treonine

Seperti juga kinase protein-pyrosine, kumpulan enzim ini memangkinkan pemindahan kumpulan fosfat kepada sisa serine atau treonin dalam protein lain.

Contoh protein yang diketahui adalah keluarga protein kinase C, yang mengambil bahagian dalam pelbagai cara, tetapi terutama dalam metabolisme lipid.

Kumpulan ini juga merangkumi banyak protein yang bergantung kepada kitaran amp dan GMP kitaran, dengan implikasi penting dalam pembezaan, pertumbuhan dan komunikasi selular selular.

EC 2.7.12: Kinase adalah kekhususan dua (yang boleh bertindak dalam sisa serine/treonine dan tyrosine)

Protein kinase yang diaktifkan mitogen (MAPKK) adalah sebahagian daripada kumpulan enzim ini yang mampu membazir, treonine atau tyrosine membazir protein kinase yang lain.

Histidin Mutkish (EC 2.7.13) dan kinase protein-arginine (EC 2.7.14)

Terdapat protein kinase lain yang mampu memindahkan kumpulan fosfat ke residu histidin dan arginin dalam beberapa jenis protein dan ini adalah protein kinase dan kinase protein-arginine.

Bentuk klasifikasi lain

Menurut penulis yang berbeza, kinase dapat diklasifikasikan lebih baik mengikut jenis substrat yang mereka gunakan sebagai penerima kumpulan fosfat.

Boleh melayani anda: nukleosida: ciri, struktur dan aplikasi

Orang lain menganggap bahawa cara terbaik untuk mengklasifikasikan enzim -enzim ini adalah mengikut struktur dan ciri -ciri tapak aktif mereka, iaitu, mengikut penyesuaian dan kehadiran ion atau molekul tertentu dalam hal yang sama.

Menurut jenis substrat, kinase boleh diklasifikasikan sebagai protein cinase (yang memfosforasikan protein lain), kinase LipA (yang fosforili lipid), kinase karbohidrat (yang phosphorylate jenis phosphorylae).

Fungsi

Enzim kumpulan kinase bersifat di mana -mana dan sel tunggal boleh menempatkan beratus -ratus jenis yang berbeza, memangkinkan reaksi pada pelbagai laluan sel.

Fungsinya boleh menjadi sangat pelbagai:

-Mereka mengambil bahagian dalam pelbagai proses isyarat dan komunikasi sel, terutamanya protein kinase, yang memangkin fosforilasi berturut -turut protein kinase lain (air terjun fosforilasi) sebagai tindak balas kepada rangsangan dalaman dan luaran.

-Beberapa protein ini dengan aktiviti enzimatik mempunyai fungsi pusat dalam metabolisme karbohidrat, lipid, nukleotida, vitamin, cofactors dan asid amino. Sebagai contoh, tidak lebih dalam glikolisis mengambil bahagian sekurang.

-Antara fungsi isyarat, kinase terlibat dalam proses pengawalan ekspresi genetik, penguncupan otot dan rintangan antibiotik dalam pelbagai jenis organisma hidup.

-Protein putter-chinase mempunyai fungsi dalam peraturan banyak laluan transduksi isyarat yang berkaitan dengan pembangunan dan komunikasi dalam metazos multiselular.

-Pengubahsuaian protein fosforilasi (dalam konteks selular lain selain daripada isyarat sel) adalah elemen penting dalam peraturan aktiviti enzim yang besar yang mengambil bahagian dalam proses metabolik yang berbeza. Ini adalah contoh peraturan kitaran sel oleh banyak protein bergantung kinase.

-Kinase fosforillari lipid adalah penting untuk proses pembentukan semula membran sel, serta sintesis dan pembentukan membran baru.

Rujukan

1. Pipi, s., Zhang, h., & Grishin, n. V. (2002). Urutan dan klasifikasi struktur kinase. Jurnal Biologi Molekul, 2836(02), 855-881.
2. Cooper, j. (2018). Britannica Encyclopaedia. Diperolehi daripada Britannica.com
3. Da Silva, G. (2012). Kemajuan dalam kinase protein. Rijaka, Croatia: Intech dibuka.
4. Krebs, e. (1983). Perspektif Sejarah mengenai fosforilasi protein dan sistem klasifikasi untuk kinase protein. Phil. Trans. R. SOC. Lond. B, 302, 3-11.
5. Krebs, e. (1985). Fosforilasi protein: mekanisme utama untuk peraturan biologi. Urus niaga masyarakat biokimia, 13, 813-820.
6. Jawatankuasa Tatanama Kesatuan Antarabangsa Biokimia dan Biologi Molekul (NC-IBMB). (2019). Diperolehi daripada Qmul.Ac.UK