proteinkinasesystemer

Proteinkinasesystemer er et nettverk av enzymer og signalveier som styrer cellulær aktivitet gjennom fosforylering av proteiner. En proteinkinase overfører en fosfatgruppe fra adenosin trifosfat (ATP) til hydroxygruppen på aminosyren serin, threonin eller tyrosin i et substratprotein. Fosforylering kan endre proteinet sin struktur og aktivitet, påvirke lokalisering og samspill med andre proteiner, og dermed aktivere eller hemmes signalveier som styrer vekst, differensiering og metabolisme.

Proteinkinasesystemer inkluderer ulike klasser av kinaser som inndeles etter hvilket residu som fosforyleres: serin/threonin-kinaser, tyrosin-kinaser og dual-specifikity-kinaser som kan fosforylere begge typer residu. Mange kinaser finnes i membranen som reseptortyrosinkinaser (RTKs); andre er cytosoliske eller lokaliserte til organeller. Signalkaskader som MAPK/ERK, PI3K-Akt og JAK-STAT formidles ofte gjennom fosforylering av en rekke kinaser i en kaskade.

Fosforylering reguleres av aktivering gjennom stimuli og avsluttes av fosfataser som fjerner fosfatgruppen. Regulering skjer også gjennom allosteriske mekanismer, interaksjoner med scaffolding-proteiner og spesifikk lokalisering til membraner eller organeller. Kaskadene viser ofte krysskommunikasjon og tilbakemeldinger som sikrer presis tidsmessig og romlig kontroll.

Betydningen for biologi og medisin er stor. Dysregulering av proteinkinasesystemer er knyttet til kreft, diabetes og nevrodegenerative sykdommer. På klinisk nivå er kinaser mål for legemidler, særlig tyrosinkinasehemmere (TKI) som imatinib og gefitinib, samt inhibitorer av serin/threonin-kinaser som trametinib. Motstand mot kinasehemmere og tilpasning av hele signalveier er et viktig forskningsområde.

Proteinkinasesystemer utgjør derfor et sentralt rammeverk for å forstå hvordan celler oppfatter og responderer på signaler og miljøforhold, og de gir både avanserte terapeutiske muligheter og utfordringer i moderne medisin.