La colina quinasa (también conocida como CK , ChoK y colina fosfoquinasa ) es una enzima que cataliza la primera reacción en la ruta de la colina para la biosíntesis de la fosfatidilcolina (PC). Esta reacción implica la transferencia de un grupo fosfato del trifosfato de adenosina (ATP) a la colina para formar fosfocolina .
Así, los dos sustratos de esta enzima son el ATP y la colina, mientras que sus dos productos son el difosfato de adenosina (ADP) y la O-fosfocolina . La colina quinasa requiere iones magnesio (+2) como cofactor para esta reacción. [1] Esta enzima pertenece a la familia de las transferasas , específicamente aquellas que transfieren grupos que contienen fósforo ( fosfotransferasas ) con un grupo alcohol como aceptor . La primera investigación detallada de la enzima fue realizada por McCamen en 1962, donde se demostró que el cerebro es la fuente más rica de la enzima en el tejido de los mamíferos. Una enzima relacionada, etanolamina quinasa, tiende a co-purificarse con colina quinasa, lo que sugiere que las dos actividades están mediadas por dos sitios activos distintos en una sola proteína. [2] El nombre sistemático de esta clase de enzimas es ATP: colina fosfotransferasa . Estas enzimas participan en el metabolismo de glicina, serina y treonina y en el metabolismo de glicerofosfolípidos. En las células de mamíferos, la enzima existe como tres isoformas : CKα-1, CKα-2 y CKβ. Estas isoformas están codificadas por dos genes separados , CHKA y CHKB, y solo son activas en sus formas homodiméricas, heterodiméricas y oligoméricas. [3]
A finales de 2007, se han resuelto seis estructuras para esta clase de enzimas, con códigos de acceso PDB 1NW1 , 2CKO , 2CKP , 2CKQ , 2I7Q y 2IG7 .
La CKα-2, que se origina en C. elegans , es una enzima dimérica y cada monómero está compuesto por dos dominios. El sitio activo se encuentra entre los dos dominios (consulte la figura siguiente). Su estructura general es similar a la de los miembros de la familia de las proteínas quinasas eucariotas . Las colina quinasas de mamíferos existen en forma dimérica o tetramérica en solución. [4] [5] Los estudios estructurales llevados a cabo en CKα-2 han implicado que los residuos conservados en la familia de enzimas CK posiblemente podrían desempeñar un papel vital en la unión del sustrato, así como en la estabilización de residuos catalíticamente importantes. [6]
Una vista ampliada de los residuos implicados en la interfaz del dímero entre el bucle en forma de S de la subunidad amarilla y el bucle que sigue a la hélice A y la hebra 4 de la subunidad cian. Solo se muestran los residuos que están involucrados en puentes salinos directos, enlaces de hidrógeno o interacciones de van der Waals. Puentes de sal y enlaces de hidrógeno, líneas discontinuas; etiquetas de residuos de la subunidad amarilla, rojo; etiquetas de residuos de la subunidad cian, azul. [6]
Aunque no se sabe mucho sobre el mecanismo por el cual reacciona la colina quinasa, el reciente [ ¿cuándo? ] el avance en la elucidación de la estructura de la enzima ha proporcionado a los científicos [ ¿quién? ] con mucho más conocimiento de lo que tenían anteriormente. Dado que la estructura de la CK es muy similar a la de la familia de las proteínas quinasas eucariotas, se ha propuesto la ubicación de las bolsas de unión de ATP y colina. Estos se muestran en las figuras siguientes. [ cita requerida ]