Kinaseketten

Kinaseketten bezeichnet in der Biologie eine Abfolge von Proteinkinasen, die durch Phosphorylierung nacheinander aktiviert werden. Solche Signalkaskaden dienen der Verstärkung, Spezifität und zeitlichen Steuerung zellulärer Signale. Typischerweise folgt eine initiierende Kinase (oft eine MAP kinase kinase kinase, MAPKKK) einer mittleren Kinase (MAPKK) und einer Endstufe (MAPK), wobei jede Stufe die nächste aktiviert.

Der Aufbau von Kinaseketten wird häufig durch Scaffold-Proteine organisiert, die die räumliche Nähe der Komponenten sicherstellen. Dadurch entstehen Richtung, Verstärkung und feine Regulation der Signale, einschließlich Feedback- und Feedforward-Schleifen, die Dynamik und Robustheit der Reaktion beeinflussen. Abhängig vom Zellkontext können unterschiedliche Kinaseketten aktiviert werden, was zu spezifischen Antworten wie Proliferation, Differenzierung, Apoptose oder Stoffwechselanpassungen führt.

Beispiele umfassen die MAPK-Kaskade, bei der Raf (MAPKKK) MEK (MAPKK) und ERK (MAPK) aktiviert, sowie verwandte Signalwege wie JAK-STAT, in denen Tyrosinkinasen Signale direkt auf Transkriptionsfaktoren übertragen. Dysregulation von Kinaseketten ist mit Krankheiten wie Krebs, entzündlichen Erkrankungen und neurodegenerativen Störungen verbunden. In der Therapie kommen Kinaseinhibitoren zum Einsatz, um abnorme Signalketten zu blockieren. Resistenzmechanismen durch Mutationen oder Umbalancierung der Netzwerke stellen eine Herausforderung dar.

In der Forschung dienen Kinaseketten dem Verständnis von Signalverarbeitung in Zellen, der Identifikation therapeutisch wirksamer Ziele und der Entwicklung von Modellierungsmethoden zur Vorhersage von Reaktionsmustern in Zellnetzen.