KinaseDomänen

Kinasedomänen sind konservierte katalytische Abschnitte in Protein-Kinasen, die die Übertragung einer Phosphatgruppe auf spezifische Substrate ermöglichen. Sie umfassen typischerweise etwa 250 bis 300 Aminosäuren und kommen in größeren Proteinen neben regulatorischen Domänen vor. Strukturell bestehen sie aus zwei Lappen, dem N- und dem C-Lappen, wobei die ATP-Bindung an der Verbindungsstelle der Lappen erfolgt. Wichtige Motive sind die VAIK-Sequenz im Subdomain II, das HRD-Motiv in Subdomain VIb sowie das DFG-Motiv im Subdomain VII; die Aktivierungs-Schleife reguliert durch Konformation und Phosphorylierung die Aktivität der Domäne.

Kategorien und Funktion der Kinasedomänen umfassen Serin/Threonin-Kinasen, Tyrosin-Kinasen und Dual-Specificity-Kinasen. Reziprok sind sie in Rezeptor-Tyrosin-Kinasen (RTKs) mit extrazellulären Domänen und Transmembrankette sowie in zytosolischen Kinasen, beispielsweise der Src- oder Abl-Familie. Kinasedomänen spielen zentrale Rollen in Signalwegen, die Zellwachstum, Differenzierung, Stoffwechsel und Genexpression steuern.

Regulation und Bedeutung: Die Aktivität der Kinasedomäne wird durch Phosphorylierung der Aktivierungs-Schleife, Allosterie, Substrat- und Regulatorproteine sowie Dimerisierung kontrolliert. Mutationen oder Fehlregulation von Kinasedomänen sind häufig mit Krankheiten assoziiert, vor allem Krebs. Konsequente therapeutische Relevanz haben Kinaseinhibitoren, die spezifische Domänen oder ihre Regulation hemmen (beispielsweise gegen EGFR, BCR-ABL, ALK). In der Forschung werden Kinasedomänen durch Sequenzanalyse (z. B. Pfam PF00069) und strukturelle Methoden wie Röntgenkristallographie, NMR oder Kryo-Elektronenmikroskopie untersucht.