Серин/треонин-специфическая протеинкиназа
| Белковые сериновые/треониновые киназы | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Человеческая Аврора Киназа PDB 1mq4 [1] | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 2.7.11.- | ||||||||
| Номер CAS | 9026-43-1 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| ИнтЭнз | IntEnz вид | ||||||||
| БРЕНДА | запись BRENDA | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme вид | ||||||||
| КЕГГ | запись KEGG | ||||||||
| МетаЦик | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Генная онтология | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
Серин /треониновая протеинкиназа ( EC 2.7.11.-) — это фермент киназы , в частности протеинкиназа , которая фосфорилирует ОН-группу аминокислотных остатков серина или треонина , имеющих схожие боковые цепи. По крайней мере 350 из 500+ человеческих протеинкиназ являются серин/треониновыми киназами (STK). [2]
В энзимологии термин серин/треонин протеинкиназа описывает класс ферментов в семействе трансфераз , которые переносят фосфаты на атом кислорода боковой цепи серина или треонина в белках . Этот процесс называется фосфорилированием . Фосфорилирование белка, в частности, играет значительную роль в широком спектре клеточных процессов и является очень важной посттрансляционной модификацией . [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]
Химическую реакцию, осуществляемую этими ферментами, можно записать как
- АТФ + белок АДФ + фосфопротеин
Таким образом, двумя субстратами этого фермента являются АТФ и белок , тогда как двумя его продуктами являются АДФ и фосфопротеин .
Систематическое название этого класса ферментов — АТФ:протеинфосфотрансфераза (неспецифическая) .
Функция
Сериновые/треониновые киназы играют роль в регуляции пролиферации клеток, запрограммированной гибели клеток ( апоптозе ), дифференцировке клеток и эмбриональном развитии. [ необходима цитата ]
Избирательность
В то время как все сериновые/треониновые киназы фосфорилируют остатки серина или треонина в своих субстратах, они выбирают определенные остатки для фосфорилирования на основе остатков, которые фланкируют фосфоакцепторный сайт, которые вместе составляют консенсусную последовательность . Поскольку остатки консенсусной последовательности целевого субстрата контактируют только с несколькими ключевыми аминокислотами в каталитической щели киназы (обычно через гидрофобные силы и ионные связи ), киназа обычно не специфична для одного субстрата, а вместо этого может фосфорилировать целое «семейство субстратов», которые имеют общие последовательности распознавания. В то время как каталитический домен этих киназ высококонсервативен , вариация последовательности, которая наблюдается в киноме (подмножестве генов в геноме, которые кодируют киназы), обеспечивает распознавание различных субстратов. Многие киназы ингибируются псевдосубстратом , который связывается с киназой как настоящий субстрат, но не имеет аминокислоты для фосфорилирования. При удалении псевдосубстрата киназа может выполнять свою обычную функцию. [ необходима цитата ]
Номера ЕС
Многие серин/треонин протеинкиназы не имеют собственных индивидуальных номеров EC и используют 2.7.11.1, «неспецифическая серин/треонин протеинкиназа». Эта запись предназначена для любого фермента, который фосфорилирует белки, преобразуя АТФ в АДФ (т.е. АТФ:протеин фосфотрансферазы.) [10] 2.7.11.37 «протеинкиназа» был бывшим общим заполнителем и был разделен на несколько записей (включая 2.7.11.1) в 2005 году. [11] 2.7.11.70 «протамин киназа» был объединен в 2.7.11.1 в 2004 году. [12]
2.7.11.- это общий уровень, на котором должны находиться все сериновые/треониновые киназы. [13]
Типы
Типы включают в себя те, которые действуют непосредственно как мембраносвязанные рецепторы ( Рецепторный белок серин/треонин киназа ) и внутриклеточные киназы, участвующие в передаче сигнала . Из последних типы включают:
| Номер ЕС | Имя | Описание |
|---|---|---|
| ЕС 2.7.11.1 | CK2, также известный под неправильным названием казеинкиназа 2 | был открыт в 1954 году Бернеттом и Кеннеди. |
| ЕС 2.7.11.1 | Mos / Raf киназы | являются частью семейства киназ MAPKK и активируются факторами роста. Фермент функционирует для стимуляции роста клеток. Ингибирование Raf стало целью новых антиметастатических препаратов против рака, поскольку они ингибируют каскад MAPK и снижают пролиферацию клеток. |
| ЕС 2.7.11.1 | Протеинкиназа B, также известная как киназа AKT | Ген v-akt был идентифицирован как онкоген ретровируса AKT8. Ген кодирует протеинкиназу. Человеческие гомологи онкогенного белка AKT8 были идентифицированы в 1987 году. К 1995 году было обнаружено, что киназы Akt функционируют как митоген-активируемые киназы ниже по течению от рецепторов клеточной поверхности, которые активируют фосфоинозитид 3-киназу . Существует три человеческих гена akt. Все три киназы Akt регулируют пролиферацию клеток, а Akt2 особенно важен для действия инсулина в клетках. Основной мишенью киназ Akt является киназа-3 гликогенсинтазы . |
| ЕС 2.7.11.1 | Пелле | представляет собой серин/треониновую киназу, которая может фосфорилировать сама себя, а также Tube и Toll. |
| ЕС 2.7.11.11 | Протеинкиназа А | состоит из двух доменов, небольшого домена с несколькими β-слоистыми структурами и большего домена, содержащего несколько α-спиралей . Места связывания субстрата и АТФ расположены в каталитической щели между доменами (или долями). Когда АТФ и субстрат связываются, две доли вращаются таким образом, что терминальная фосфатная группа АТФ и целевая аминокислота субстрата перемещаются в правильные положения для осуществления каталитической реакции. |
| ЕС 2.7.11.13 | Протеинкиназа C (PKC) | на самом деле это семейство протеинкиназ, состоящее из ~10 изоферментов . Они делятся на три подсемейства: обычные (или классические), новые и атипичные в зависимости от их требований к вторичным мессенджерам. |
| ЕС 2.7.11.24 | Митоген-активируемые протеинкиназы (МАРК) | реагируют на внеклеточные стимулы (митогены) и регулируют различные клеточные активности, такие как экспрессия генов, митоз, дифференцировка и выживание клеток/апоптоз. |
| ЕС 2.7.11.17 | Ca2+/кальмодулин-зависимые протеинкиназы или CaM-киназы (CAMK) | в первую очередь регулируются комплексом Ca 2+ / кальмодулин . |
| ЕС 2.7.11.19 | Киназа фосфорилазы | Фактически, это была первая обнаруженная протеинкиназа Ser/Thr (в 1959 году Кребсом и др. ). |
Клиническое значение
Экспрессия серин/треониновой киназы (СТК) изменяется при многих типах рака . [14] Ограниченная польза ингибиторов серин/треониновой киназы была продемонстрирована при раке яичников [15], но исследования продолжаются для оценки их безопасности и эффективности. [ необходима цитата ]
Серин/треониновая протеинкиназа p90-kDa рибосомальная S6 киназа (RSK) участвует в развитии некоторых видов рака предстательной железы . [16]
Ингибирование Raf стало целью новых противораковых препаратов, поскольку они подавляют каскад MAPK и снижают пролиферацию клеток. [ необходима цитата ]
Смотрите также
- Белковая серин/треонинфосфатаза , фермент для обратного процесса.
- Псевдокиназа — белок без ферментативной активности ( псевдофермент ). Может быть отнесен к белкам этого класса.
- ATM серин/треониновая киназа , ответственная за расстройство атаксия-телеангиэктазия .
Ссылки
- ^ Nowakowski, J.; Cronin, CN; McRee, DE; Knuth, MW; Nelson, CG; Pavletich, NP; Rogers, J.; Sang, BC; Scheibe, DN; Swanson, RV; Thompson, DA (2002). «Структуры связанных с раком протеинкиназ Aurora-A, FAK и EphA2 с помощью нанообъемной кристаллографии». Structure . 10 (12): 1659– 1667. doi : 10.1016/S0969-2126(02)00907-3 . PMID 12467573.
- ^ Моди, В.; Данбрак, Р.Л. (24 декабря 2019 г.). «Структурно подтвержденное множественное выравнивание последовательностей 497 доменов протеинкиназы человека». Scientific Reports . 9 (1): 19790. Bibcode :2019NatSR...919790M. doi :10.1038/s41598-019-56499-4. PMC 6930252 . PMID 31875044.
- ^ Дамуни З., Рид Л.Дж. (1988). «Очистка и свойства протаминовой киназы и казеинкиназы типа II из митохондрий почек быка». Arch. Biochem. Biophys . 262 (2): 574– 84. doi :10.1016/0003-9861(88)90408-0. PMID 2835010.
- ^ Baggio B, Pinna LA, Moret V, Siliprandi N (1970). «Простая процедура очистки фосвитинкиназы печени крысы». Biochim. Biophys. Acta . 212 (3): 515– 7. doi :10.1016/0005-2744(70)90261-5. PMID 5456997.
- ^ Джерджил Б., Диксон ГХ (1970). «Протаминкиназа из семенников радужной форели. Частичная очистка и характеристика». J. Biol. Chem . 245 (2): 425–34 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)63408-8 . PMID 4312674.
- ^ Langan TA (1969). «Действие аденозин-3',5'-монофосфат-зависимой гистоновой киназы in vivo». J. Biol. Chem . 244 (20): 5763– 5. doi : 10.1016/S0021-9258(18)63626-9 . PMID 4310608.
- ^ Takeuchi M, Yanagida M (1993). "Митотическая роль новой протеинкиназы делящихся дрожжей dsk1 с фосфорилированием и локализацией, зависящими от стадии клеточного цикла". Mol. Biol. Cell . 4 (3): 247– 60. doi :10.1091/mbc.4.3.247. PMC 300923. PMID 8485317 .
- ^ NF; Lützelberger, M; Weigmann, H; Klingenhoff, A; Shenoy, S; Käufer, NF (1997). "Функциональный анализ протеинкиназы Prp4 делящихся дрожжей, участвующей в сплайсинге пре-мРНК и выделении предполагаемого гомолога млекопитающих". Nucleic Acids Res . 25 (5): 1028– 35. doi :10.1093/nar/25.5.1028. PMC 146536. PMID 9102632.
- ^ Wang Y, Hofmann TG, Runkel L, Haaf T, Schaller H, Debatin K, Hug H (2001). «Выделение и характеристика кДНК для протеинкиназы HIPK2». Biochim. Biophys. Acta . 1518 ( 1– 2): 168– 72. doi :10.1016/S0167-4781(00)00308-0. PMID 11267674.
- ^ "ФЕРМЕНТ - 2.7.11.1 неспецифическая серин/треониновая протеинкиназа". genetic.expasy.org . Получено 2023-12-25 .
- ^ "KEGG ENZYME: 2.7.1.37". www.genome.jp . Получено 2023-12-25 .
- ^ "KEGG ENZYME: 2.7.1.70". www.genome.jp . Получено 2023-12-25 .
- ^ "EC 2.7.11". iubmb.qmul.ac.uk . Получено 2023-12-25 .
- ^ Капра, Мария; Нучифоро, Паоло Джованни; Конфалоньери, Стефано; Куарто, Микаэла; Бьянки, Марко; Небулони, Мануэла; Болдорини, Ренцо; Паллотти, Франческо; Виале, Джузеппе; Гишицкий Михаил Леонидович; Дрэтта, Джулио Ф.; Фиоре, Пьер Паоло Ди (15 августа 2006 г.). «Частые изменения в экспрессии серин/треонинкиназ при раке человека». Исследования рака . 66 (16): 8147–8154 . doi :10.1158/0008-5472.CAN-05-3489. ПМИД 16912193.
- ^ Ciccone, Marcia A.; Maoz, Asaf; Casabar, Jennifer K.; Machida, Hiroko; Mabuchi, Seiji; Matsuo, Koji (2 июля 2016 г.). «Клинические результаты лечения ингибиторами серин-треониновой киназы при рецидивирующем эпителиальном раке яичников: систематический обзор литературы». Expert Opinion on Investigational Drugs . 25 (7): 781– 796. doi :10.1080/13543784.2016.1181748. PMC 7534810. PMID 27101098 .
- ^ Кларк, DE; Эррингтон, TM; Смит, JA; Фриерсон, HF; Вебер, MJ; Ланниган, DA (15 апреля 2005 г.). «Серин/треониновая протеинкиназа, рибосомальная S6-киназа p90 — важный регулятор пролиферации клеток рака простаты». Cancer Research . 65 (8): 3108– 3116. doi :10.1158/0008-5472.CAN-04-3151. PMID 15833840.
Внешние ссылки
- протеин-серин-треонин+киназы в рубриках медицинских предметов Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
- KinCore (Ресурс конформации киназы)
