Kinasientsyymit

Kinasientsyymit ovat entsyymejä, jotka katalysoivat fosforylaatioreaktiota siirtämällä gamma-fosfaatin ATP:stä substraattiin. Fosforylaatio muuttaa usein proteiinin rakennetta ja toimintakykyä, mutta kinasi voi vaikuttaa myös muihin molekyyleihin. Kinasientsyymit muodostavat keskeisen osan solujen signaalinsiirtosysteemeistä ja ne säätelevät lukuisia biologisia prosesseja, kuten solujen kasvua, jakautumista, kehitystä, aineenvaihduntaa ja stressivastetta.

Kinasientsyymit jaetaan pääasiallisesti sen mukaan, mihin substraattiin fosforylaatio kohdistuu. Tyypillisimmät ryhmät ovat seriin- ja treoniinikinaasit sekä tyrosiini-kinatsit, ja lisäksi on kaksoiskinaaseja eli dual-specificity kinases, jotka voivat fosforyloida sekä seriin/treoniinia että tyrosiini. Reseptorikinaasit (RTK) ovat solukalvolla toimivia kinasi, jotka aktivoituvat ulkoisista signaaleista kuten kasvutekijöistä.

Mekanismin osalta kinasiin liittyy konservoitunut katalyyttinen domaini, joka sitoo ATP:ta ja siirtää fosfaattiryhmän substraattiin. Toiminta vaatii usein Mg2+-ionin läsnäoloa. Aktivaatio tapahtuu usein konformaatiomuutosten, fosforylaation tai muiden proteiiniinteraktioiden kautta. Sääntely tapahtuu useilla kerroksilla, mukaan lukien adapteri- ja scaffolding-proteiinit sekä paikallinen subcellulaarinen jakautuminen.

Kliininen merkitys on suuri: kinasientsyymit ohjaavat keskeisiä signaalireittejä ja niiden häiriintyminen liittyy muun muassa syöpätauteihin, aineenvaihdunnan häiriöihin ja tulehdussairauksiin. Monet kinasi-inhibiittorit ovat käytössä lääketieteessä, kuten tyrosiinikinaasin estäjät (esim. imatinib, gefitinib, sunitinib). Tutkimus kinasientsyymien roolista ja niiden selektiivisestä säätelystä on aktiivista.

Historia: Fosforylaation tutkimus sai tukea 1900-luvulla. Edmond H. Fischer ja Edwin G. Krebs saivat vuonna 1992 Nobelin palkinnon proteiinikinaasien ja niiden säätelyn tutkimisesta.