La creatina quinasa ( CK ), también conocida como creatina fosfocinasa ( CPK ) o fosfocreatina quinasa , es una enzima ( EC 2.7.3.2 ) expresada por varios tejidos y tipos de células. CK cataliza la conversión de creatina y utiliza trifosfato de adenosina (ATP) para crear fosfocreatina (PCr) y difosfato de adenosina (ADP). Esta reacción de la enzima CK es reversible y, por tanto, se puede generar ATP a partir de PCr y ADP.
Creatina quinasa | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identificadores | ||||||||
CE no. | 2.7.3.2 | |||||||
No CAS. | 9001-15-4 | |||||||
Bases de datos | ||||||||
IntEnz | Vista IntEnz | |||||||
BRENDA | Entrada BRENDA | |||||||
FÁCIL | NiceZyme vista | |||||||
KEGG | Entrada KEGG | |||||||
MetaCyc | camino metabólico | |||||||
PRIAM | perfil | |||||||
Estructuras PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | |||||||
Ontología de genes | AmiGO / QuickGO | |||||||
|
En los tejidos y células que consumen ATP rápidamente, especialmente el músculo esquelético , pero también el cerebro, las células fotorreceptoras de la retina , las células ciliadas del oído interno , los espermatozoides y el músculo liso , el PCr sirve como un depósito de energía para la rápida amortiguación y regeneración del ATP en in situ , así como para el transporte de energía intracelular por la lanzadera o circuito de PCr. [2] Por tanto, la creatina quinasa es una enzima importante en dichos tejidos. [3]
Clínicamente, la creatincinasa se analiza en análisis de sangre como un marcador de daño del tejido rico en CK, como en el infarto de miocardio (ataque cardíaco), rabdomiólisis (degradación muscular grave), distrofia muscular , miositis autoinmunitaria y lesión renal aguda . [4]
Tipos
En las células, las enzimas CK "citosólicas" constan de dos subunidades, que pueden ser B (tipo cerebral) o M (tipo muscular). Por tanto, existen tres isoenzimas diferentes : CK-MM, CK-BB y CK-MB. Los genes de estas subunidades se encuentran en diferentes cromosomas : B en 14q32 y M en 19q13. Además de esas tres isoformas citosólicas de CK, hay dos isoenzimas de creatina quinasa mitocondriales , la forma ubicua y sarcomérica . La entidad funcional de las dos últimas isoformas de CK mitocondrial es un octámero que consta de cuatro dímeros cada uno. [5]
Mientras que la creatina quinasa mitocondrial está directamente involucrada en la formación de fosfo-creatina a partir de ATP mitocondrial, la CK citosólica regenera ATP a partir de ADP, utilizando PCr. Esto sucede en los sitios intracelulares donde se usa ATP en la célula, y la CK actúa como un regenerador de ATP in situ .
gene | proteína |
---|---|
CKB | creatina quinasa, cerebro, BB-CK |
CKBE | creatina quinasa, expresión ectópica |
CKM | creatina quinasa, músculo, MM-CK |
CKMT1A , CKMT1B | creatina quinasa mitocondrial 1; mtCK ubicua; o u mtCK |
CKMT2 | creatina quinasa mitocondrial 2; mtCK sarcomérico; o s mtCK |
Los patrones de isoenzimas difieren en los tejidos. El músculo esquelético expresa CK-MM (98%) y niveles bajos de CK-MB (1%). El miocardio (músculo cardíaco), por el contrario, expresa CK-MM en 70% y CK-MB en 25 a 30%. CK-BB se expresa predominantemente en el cerebro y el músculo liso, incluido el tejido vascular y uterino.
Estructura atomica
La primera estructura atómica de una creatina quinasa propiamente dicha, resuelta por cristalografía de proteínas de rayos X, fue la de la CK mitocondrial de tipo muscular sarcomérico y octamérico (s-mtCK) en 1996, [6] seguida de la estructura de la CK mitocondrial ubicua (u-mtCK) en 2000. [7] Ambas isoformas de mt-CK forman estructuras octaméricas (construidas con 4 dímeros parecidos a los del banano) con una simetría cuádruple y un canal central. [8] [9] [7] La estructura atómica de la BB-CK de tipo cerebral citosólico dimérico con forma de plátano se resolvió en 1999 con una resolución de 1,4 Å . [10] La BB-CK citosólica, así como la MM-CK de tipo muscular, están formando dímeros simétricos en forma de plátano, con un sitio catalítico activo en cada subunidad. [11]
Funciones
La creatina quinasa mitocondrial (CK m ) está presente en el espacio intermembrana mitocondrial, donde regenera fosfocreatina (PCr) a partir de ATP generado mitocondrialmente y creatina (Cr) importada del citosol . Aparte de las dos formas de isoenzima CK mitocondrial, es decir, mtCK ubicua (presente en tejidos no musculares) y mtCK sarcomérica (presente en músculo sarcomérico), hay tres isoformas CK citosólicas presentes en el citosol, dependiendo del tejido. Mientras que MM-CK se expresa en músculo sarcomérico, es decir, músculo esquelético y cardíaco, MB-CK se expresa en músculo cardíaco y BB-CK se expresa en músculo liso y en la mayoría de los tejidos no musculares. La mtCK mitocondrial y la CK citosólica están conectadas en un circuito o lanzadera de PCr / Cr. La PCr generada por la mtCK en las mitocondrias se transporta a la CK citosólica que se acopla a procesos dependientes de ATP, p. Ej., ATPasas, como acto-miosina ATPasa y calcio ATPasa implicadas en la contracción muscular, y ATPasa de sodio / potasio implicada en la retención de sodio en el riñón. La CK citosólica unida acepta la PCr transportada a través de la célula y usa ADP para regenerar ATP, que luego puede ser utilizada como fuente de energía por las ATPasas (la CK está íntimamente asociada con las ATPasas, formando un microcompartimento funcionalmente acoplado). La PCr no es solo un amortiguador de energía, sino también una forma de transporte celular de energía entre los sitios subcelulares de producción de energía (ATP) (mitocondrias y glucólisis) y los de utilización de energía (ATPasas). [2] Por lo tanto, la CK mejora la contractilidad del músculo esquelético, cardíaco y liso, y participa en la generación de presión arterial . [12] Además, la acción de eliminación de ADP de la creatina quinasa se ha implicado en el sangrado ; las personas con CK plasmática muy elevada pueden ser propensas a hemorragias graves. [13]
Prueba de laboratorio
Creatina quinasa sérica | |
---|---|
Rango de referencia | 60 y 400 UI / L |
Propósito | Detección de daño muscular . [14] |
Prueba de | La cantidad de creatina quinasa en sangre. [14] |
La CK a menudo se determina de forma rutinaria en un laboratorio médico . Solía determinarse específicamente en pacientes con dolor en el pecho, pero esta prueba ha sido reemplazada por troponina . Los valores normales en reposo suelen estar entre 60 y 400 UI / L , [15] donde una unidad es la actividad enzimática , más específicamente la cantidad de enzima que catalizará 1 μmol de sustrato por minuto en condiciones específicas (temperatura, pH, concentraciones de sustrato y activadores. [16] ) Esta prueba no es específica para el tipo de CK elevado.
La creatina quinasa en la sangre puede tener un alto nivel de salud y enfermedad. El ejercicio aumenta la salida de creatina quinasa al torrente sanguíneo hasta por una semana, y esta es la causa más común de CK alta en sangre. [17] Además, la CK alta en la sangre puede estar relacionada con la CK intracelular alta, como ocurre en las personas de ascendencia africana. [18]
Finalmente, la CK alta en la sangre puede ser un indicio de daño al tejido rico en CK, como en rabdomiólisis , infarto de miocardio , miositis y miocarditis . Esto significa que la creatina quinasa en sangre puede estar elevada en una amplia gama de condiciones clínicas, incluido el uso de medicamentos como las estatinas ; trastornos endocrinos como hipotiroidismo ; [19] y enfermedades y trastornos del músculo esquelético, incluida la hipertermia maligna , [20] y el síndrome neuroléptico maligno . [21]
Además, la determinación de isoenzimas se ha utilizado ampliamente como indicación de daño miocárdico en ataques cardíacos. La medición de troponina ha reemplazado en gran medida a esta en muchos hospitales, aunque algunos centros todavía dependen de CK-MB.
Ver también
- Rangos de referencia para análisis de sangre
Referencias
- ^ Bong SM, Moon JH, Nam KH, Lee KS, Chi YM, Hwang KY (noviembre de 2008). "Estudios estructurales de creatina quinasa de tipo cerebro humano complejado con el complejo análogo de estado de transición ADP-Mg2 + -NO3- -creatina" . Cartas FEBS . 582 (28): 3959–65. doi : 10.1016 / j.febslet.2008.10.039 . PMID 18977227 .
- ^ a b Wallimann T, Wyss M, Brdiczka D, Nicolay K, Eppenberger HM (enero de 1992). "Compartimentación intracelular, estructura y función de las isoenzimas de la creatincinasa en tejidos con demandas de energía altas y fluctuantes: el 'circuito de fosfocreatina' para la homeostasis de la energía celular" . La revista bioquímica . 281 (Parte 1) (1): 21–40. doi : 10.1042 / bj2810021 . PMC 1130636 . PMID 1731757 .
- ^ Wallimann T, Hemmer W (1994). "Creatina quinasa en células y tejidos no musculares". Bioquímica molecular y celular . 133-134 (1): 193-220. doi : 10.1007 / BF01267955 . eISSN 1573-4919 . PMID 7808454 .
- ^ Moghadam-Kia S, Oddis CV, Aggarwal R (enero de 2016). "Aproximación a la elevación asintomática de la creatincinasa" . Revista de Medicina de la Clínica Cleveland . 83 (1): 37–42. doi : 10.3949 / ccjm.83a.14120 . PMC 4871266 . PMID 26760521 .
- ^ Schlattner U, Tokarska-Schlattner M, Wallimann T (febrero de 2006). "Creatina quinasa mitocondrial en la salud y la enfermedad humana". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bases moleculares de la enfermedad . 1762 (2): 164–80. doi : 10.1016 / j.bbadis.2005.09.004 . PMID 16236486 .
- ^ Fritz-Wolf y col. 1996 http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-135/Fritz-Wolf-sMtCK%20structure.pdf
- ^ a b Eder y col. 2000 http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-101/Eder-X-ray.uMtCK.pdf
- ^ Schnyder y col. 1990 http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-184/Schnyder%201990%20Crystallization%20and%20preliminary%20X-ray%20of%20MtCk%20J%20Mol%20Biol.pdf
- ^ Schnyder y col. 1991 http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-180/SchnyderT_Gross-MtCK-crystal-EMs.pdf
- ^ Eder, Michael; Schlattner, Uwe; Wallimann, Theo; Becker, Andreas; Kabsch, Wolfgang; Fritz-Wolf, Karin (31 de diciembre de 2008). "Estructura cristalina de la creatina quinasa de tipo cerebral a una resolución de 1,41 Å" . Ciencia de las proteínas . Wiley. 8 (11): 2258–2269. doi : 10.1110 / ps.8.11.2258 . ISSN 0961-8368 . PMC 2144193 . PMID 10595529 .
- ^ Hornemann y col. 2000 http://publicationslist.org/data/theo.wallimann/ref-96/Hornmann-CK-dimer.pdf
- ^ Brewster LM, Mairuhu G, Bindraban NR, Koopmans RP, Clark JF, van Montfrans GA (noviembre de 2006). "La actividad de la creatina quinasa está asociada con la presión arterial" . Circulación . 114 (19): 2034–9. doi : 10.1161 / CIRCULATIONAHA.105.584490 . PMID 17075013 .
- ^ Brewster LM (junio de 2020). "Creatina Quinasa de creatina extracelular puede modular la señalización purinérgica" . Señalización purinérgica . doi : 10.1007 / s11302-020-09707-0 . PMC 7524943 . PMID 32572751 .
- ^ a b "Creatina quinasa (CK)" . labtestsonline.org . Consultado el 24 de diciembre de 2019 .
- ^ Armstrong AW, Golan DE (2008). "Farmacología de la Hemostasia y Trombosis" . En Golan DE, Tashjian AH, Armstrong EJ, Armstrong AW (eds.). Principios de farmacología: la base fisiopatológica de la farmacoterapia . Filadelfia : Lippincott Williams y Wilkins . pag. 388. ISBN 978-0-7817-8355-2. OCLC 76262148 .
- ^ Bishop ML, Fody EP, Schoeff LE, eds. (2004). Química clínica: principios, procedimientos, correlaciones . Filadelfia : Lippincott Williams y Wilkins . pag. 243. ISBN 978-0-7817-4611-3. OCLC 56446391 .
- ^ Johnsen SH, Lilleng H, Wilsgaard T, Bekkelund SI (enero de 2011). "Actividad de la creatina quinasa y presión arterial en una población normal: el estudio de Tromsø". Revista de hipertensión . 29 (1): 36–42. doi : 10.1097 / HJH.0b013e32834068e0 . PMID 21063205 .
- ^ Brewster LM, Coronel CM, Sluiter W, Clark JF, van Montfrans GA (16 de marzo de 2012). Saks V (ed.). "Diferencias étnicas en la actividad de la creatina quinasa tisular: un estudio observacional" . PLOS ONE . 7 (3): e32471. Código Bibliográfico : 2012PLoSO ... 732471B . doi : 10.1371 / journal.pone.0032471 . PMC 3306319 . PMID 22438879 .
- ^ Hekimsoy Z, Oktem IK (2005). "Niveles de creatina quinasa sérica en hipotiroidismo manifiesto y subclínico". Investigación endocrina . 31 (3): 171–5. doi : 10.1080 / 07435800500371706 . PMID 16392619 .
- ^ Johannsen S, Berberich C, Metterlein T, Roth C, Reiners K, Roewer N, Schuster F (mayo de 2013). "Prueba de detección de hipertermia maligna en pacientes con hiperCKemia persistente: un estudio piloto". Músculo y nervio . 47 (5): 677–81. doi : 10.1002 / mus.23633 . PMID 23400941 .
- ^ O'Dwyer AM, Sheppard NP (mayo de 1993). "El papel de la creatina quinasa en el diagnóstico del síndrome neuroléptico maligno". Medicina psicológica . 23 (2): 323–6. doi : 10.1017 / s0033291700028415 . PMID 8101383 .
enlaces externos
- Enunciado simplemente en mdausa.org
- Creatina + quinasa en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- Prueba de isoenzimas CPK MedlinePlus Encyclopedia : 003504
- CK en pruebas de laboratorio en línea