Karakteristik, jenis, fungsi

Itu Cinases salah satu kinaseMereka adalah protein dengan aktivitas enzimatik yang bertanggung jawab untuk mengkatalisasi transfer gugus fosfat (PO4-3) ke berbagai jenis molekul. Ini adalah enzim yang sangat umum di alam, di mana mereka menjalankan fungsi transendental untuk organisme hidup: metabolisme berpartisipasi, papan nama dan juga dalam komunikasi seluler.

Berkat sejumlah besar proses di mana mereka memenuhi beberapa fungsi, kinase adalah salah satu jenis protein yang paling banyak dipelajari, tidak hanya pada tingkat biokimia, tetapi juga pada tingkat struktural, genetik dan seluler.

Domain Struktur Enzim Pyruvato kinase (PYK) Sebuah enzim glikolitik (Sumber: Thomas Splettssser (www.Scistyle.com) [cc by-sa 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Telah ditentukan bahwa genom manusia memiliki setidaknya 500 gen yang mengkode enzim yang termasuk dalam kelompok kinase, yang substrat "akseptor" kelompok fosfat dapat berupa karbohidrat, lipid, nukleosida, protein dan jenis molekul organik lainnya.

Enzim ini diklasifikasikan dalam kelompok fosfotransferase (EC 2.7), dan biasanya digunakan sebagai molekul "donor" fosfat untuk senyawa energi tinggi seperti ATP, GTP, CTP dan lainnya terkait.

[TOC]

Karakteristik

Istilah "kinase", seperti yang disebutkan, biasanya mengacu pada semua enzim yang bertanggung jawab atas transfer kelompok terminal fosfat ATP ke molekul penerima atau “menerima” dari kelompok fosfat lain.

Meskipun enzim -enzim ini pada dasarnya mengkatalisasi reaksi yang sama dari transfer gugus fosforil, ada keragaman besar di antara ini, tidak hanya sehubungan dengan struktur, tetapi juga dengan spesifisitas substrat dan rute sel di mana mereka berpartisipasi.

Secara umum, strukturnya terdiri dari lembaran β-peeled dan baling-baling α yang secara khusus dilipat untuk membentuk situs aktif, dan situs aktif tersebut biasanya mengandung ion yang dimuat secara positif (kation) yang menstabilkan beban negatif dari gugus fosfat yang mereka transfer.

Pada yang aktif atau dekat dengan ini ada dua situs persimpangan untuk substrat: satu untuk ATP atau molekul donator kelompok fosfat dan satu lagi untuk substrat yang akan difosforilasi.

Reaksi umum enzim ini (fosforilasi) dapat dimaksud sebagai berikut:

ATP + Substrat → ADP + Substrat terfosforilasi

Di mana ATP menyumbangkan kelompok fosfat yang memenangkan substrat.

Teman-teman

Menurut klasifikasi Komite Nomenklatur Uni Internasional Biokimia dan Biologi Molekuler (NC-IBMB), kinase ditemukan dalam kelompok fosfotransferase (EC. 2.7, enzim yang mentransfer gugus yang mengandung fosfor), yang dibagi lagi, pada gilirannya, dalam sekitar 14 kelas (EC 2.7.1 - EC 2.7.14).

Dapat melayani Anda: heterosis: peningkatan hewan, pada tanaman, manusia

Perbedaan mendasar antara 14 jenis fosfotransferase ini terkait dengan sifat kimia dari molekul "akseptor" dari kelompok fosfat yang mereka transfer (atau dengan sifat porsi molekul yang diterima kelompok fosfat).

Dalam kategori ini (enzim fosfotransferase) ada juga beberapa enzim yang mentransfer fosfat tetapi tidak menggunakan molekul ATP seperti "donor", tetapi menggunakan fosfat anorganik anorganik.

Secara umum, kelas -kelas ini digambarkan sebagai berikut:

EC 2.7.1: enzim fosfotransferase yang memiliki akseptor kelompok fosfat alkohol

Ini adalah salah satu kelompok terpenting untuk metabolisme energi dari banyak organisme, karena mengandung enzim yang bertanggung jawab atas fosforilasi karbohidrat dan turunannya, seperti glukosa, galaktosa, fruktosa, mannosa, glikosamine, ribosa dan rusuk, xilosa, glycerolosa, glisolosa, glikolosa, glisolosa, glisolosa, glisolosa, glisolosa, glisolosa, glikerosa, glycerosa, gliserosa, glikerosa, glycerosa, gliserosa, glycerosa, gliserosa, gliserosa, gliserosa, gliserosa, glikerosa glikerosa , Piruvat, mevalonato, arabinosa, inositol, di antara banyak lainnya.

Contoh enzim umum ini adalah hexoquinase, glycoquinase, fosfofrucerachinase dan pyruvato kinase, yang secara langsung terlibat dalam rute glikolitik yang bertanggung jawab atas oksidasi glukosa untuk produksi energi dalam bentuk ATP.

EC 2.7.2: Enzim fosfotransferase yang memiliki gugus karboksil sebagai akseptor fosfat

Dalam jenis enzim flinase atau fosfotransferase ini adalah enzim yang mentransfer gugus fosfat ke bagian molekul dengan gugus karboks, seperti asetat, karbamat, aspartat, fosfogliserat, antara lain, antara.

EC 2.7.3: enzim fosfotransferase yang memiliki atom nitrogen sebagai akseptor fosfat

Secara metabolik, kelompok enzim ini juga sangat penting, karena mereka bertanggung jawab untuk transfer gugus fosfat ke molekul seperti kreatinin, arginin, glutamin, guanidine-asetat, dll.

EC 2.7.4: Enzim fosfotransferase yang memiliki akseptor dari gugus fosfat gugus fosfat lain

Sebagian besar enzim dari kelompok ini bekerja dalam regulasi pembentukan atau hidrolisis senyawa energi tinggi seperti ATP, GTP, CTP dan lainnya, karena mereka bertanggung jawab atas penambahan, pemindahan atau pertukaran gugus fosfat antara jenis molekul ini atau prekursornya.

Mereka juga berpartisipasi dalam transfer gugus fosfat ke molekul lain yang sebelumnya terfosforilasi, yang dapat bersifat lipid, karbohidrat atau berasal dari ini.

Contoh enzim penting ini adalah kinase adenilat, nukleosida fosfat kinase, nukleosid tryposfat adenilat kinase, UMP/CMP kinase dan farnesil fosfat kinase, dll.

EC 2.7.6: Enzim Diposfotransferase

Diposfotransferases mengkatalisasi transfer dua gugus fosfat secara bersamaan ke substrat yang sama. Contoh enzim ini adalah ribosa-fosfat defosfoquinase, defosfoquinase tiamin dan defosfoquinase GTP, yang merupakan enzim penting dalam metabolisme purin.

Dapat melayani Anda: sphingomyeline: apa itu, struktur, fungsi, sintesis

EC 2.7.7: Enzim nukleotida fosfotransferase spesifik (nukleotida fosfotransferase)

Nukleido fosfotransferase berpartisipasi dalam banyak proses seluler yang terlibat dalam aktivasi dan inaktivasi protein dan enzim lain, serta dalam beberapa mekanisme perbaikan DNA.

Fungsinya adalah mentransfer nukleotida, biasanya nukleotida monofosfat dari basa nitrogen yang berbeda. Dalam jenis enzim ini adalah DNA dan RNA polimerase (baik DNA dan RNA dependen), uridiltransferase UDP-glucosa 1-fosfat, antara lain.

EC 2.7.8: Enzim yang mentransfer gugus fosfat dengan substitusi

Kelas ini memiliki fungsi yang signifikan dalam rute metabolisme lipid, terutama dalam sintesisnya. Mereka bertanggung jawab atas transfer molekul terfosforilasi (fosfat dengan substitusi) ke molekul "akseptor" lainnya.

Contoh dari kelompok enzim ini adalah fosfotransferase etanolamin, Diasilgliserol colina fosfotransferase, sphingomyeline sintase, dll.

EC 2.7.9: Enzim fosfotransferase dengan akseptor berpasangan

Enzim ini menggunakan donor kelompok fosfat tunggal (ATP atau terkait) untuk fosforilasi dua molekul akseptor yang berbeda. Disbuff fosfat piruvat (PPDK) dan fosfoglucano dicinase adalah contoh dari enzim ini.

Fosfotransferase yang memfosforilasi residu asam amino dari berbagai jenis protein

EC 2.7.10: protein-latosin kinase

Protein-pyrosine kinase adalah enzim yang mengkatalisasi transfer gugus fosfat khususnya ke residu tirosin dalam rantai polipeptida dari berbagai jenis akseptor protein.

EC 2.7.11: protein-serin/treonin kinase

Seperti halnya protein-pyrosine kinase, kelompok enzim ini mengkatalisasi transfer gugus fosfat ke limbah serin atau treonin dalam protein lain.

Contoh yang diketahui dari protein ini adalah keluarga protein kinase C, yang berpartisipasi dalam berbagai cara, tetapi terutama dalam metabolisme lipid.

Kelompok ini juga mencakup banyak protein yang bergantung pada AMP siklik dan GMP siklik, dengan implikasi penting dalam diferensiasi seluler, pertumbuhan dan komunikasi.

EC 2.7.12: kinase adalah spesifisitas ganda (yang dapat bertindak baik dalam serin/treonin dan limbah tirosin)

Mitogen -activated Kinases Protein (MAPKK) adalah bagian dari kelompok enzim ini yang mampu dengan seine, treonin atau tirosin dari protein kinase lainnya secara tidak jelas.

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

Ada protein kinase lain yang mampu mentransfer gugus fosfat ke residu histidin dan arginin dalam beberapa jenis protein dan ini adalah protein kinase dan protein-arginin kinase.

Bentuk klasifikasi lainnya

Menurut penulis yang berbeda, kinase dapat diklasifikasikan lebih baik sesuai dengan jenis substrat yang mereka gunakan sebagai akseptor kelompok fosfat.

Dapat melayani Anda: nukleosida: karakteristik, struktur dan aplikasi

Orang lain menganggap bahwa cara terbaik untuk mengklasifikasikan enzim ini adalah sesuai dengan struktur dan karakteristik situs aktif mereka, yaitu, sesuai dengan konformasi dan keberadaan ion atau molekul tertentu dalam hal yang sama.

Menurut jenis substrat, kinase dapat diklasifikasikan sebagai protein cinase (yang memfosforilasi protein lain), lipa kinase (yang memfosforilasi lipid), karbohidrat kinase (yang memfosforilasi jenis karbohidrat), fosforla nukleosida (yang fosforyllain), phosphorylae nucleoside (fosforyllain), phosphorylae nucleoside (yang fosforyllain), phosphorylae nucleoside.

Fungsi

Enzim dari kelompok kinase di mana -mana dan sel tunggal dapat menampung ratusan jenis yang berbeda, mengkatalisasi reaksi pada beberapa rute sel.

Fungsinya bisa sangat beragam:

-Mereka berpartisipasi dalam berbagai proses pensinyalan sel dan komunikasi, terutama protein kinase, yang mengkatalisasi fosforilasi berturut -turut dari protein kinase lainnya (air terjun fosforilasi) sebagai respons terhadap rangsangan internal dan eksternal.

-Beberapa protein ini dengan aktivitas enzimatik memiliki fungsi sentral dalam metabolisme karbohidrat, lipid, nukleotida, vitamin, kofaktor dan asam amino. Misalnya, tidak ada lagi dalam glikolisis yang berpartisipasi setidaknya 4 kinase: heksokokinase, fosfofrucerachinase, fosfoglikerat kinase dan piruvat kinase.

-Di antara fungsi pensinyalan, kinase terlibat dalam proses regulasi ekspresi genetik, kontraksi otot dan resistensi antibiotik pada berbagai jenis organisme hidup.

-Protein putter-kinase memiliki fungsi dalam regulasi banyak rute transduksi sinyal yang terkait dengan pengembangan dan komunikasi dalam metazos multiseluler.

-Modifikasi protein fosforilasi (dalam konteks seluler lain selain pensinyalan sel) adalah elemen penting dari regulasi aktivitas enzim dalam jumlah besar yang berpartisipasi dalam proses metabolisme yang berbeda. Begitulah contoh regulasi siklus sel oleh banyak protein tergantung kinase.

-Kinase fosforillary lipid sangat penting untuk proses remodeling membran sel, serta sintesis dan pembentukan membran baru.

Referensi

1. Pipi, s., Zhang, h., & Grishin, n. V. (2002). Klasifikasi Kinase Urutan dan Struktur. Jurnal Biologi Molekuler, 2836(02), 855-881.
2. Cooper, J. (2018). Britannica Encyclopaedia. Diperoleh dari Britannica.com
3. Da silva, g. (2012). Kemajuan protein kinase. Rijaka, Kroasia: Intech Open.
4. Krebs, e. (1983). Perspektif Historis tentang Fosforilasi Protein dan Sistem Klasifikasi untuk Protein Kinase. Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, 302, 3-11.
5. Krebs, e. (1985). Fosforilasi protein: mekanisme utama untuk regulasi biologis. Transaksi Masyarakat Biokimia, 13, 813-820.
6. Komite Nomenklatur Uni Internasional Biokimia dan Biologi Molekuler (NC-IBMB). (2019). Diperoleh dari QMUL.Ac.Inggris