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Proteína-serina / treonina quinasas
Proteína AURKA PDB 1mq4.png
Aurora quinasa humana PDB 1mq4 [1]
Identificadores
CE no.2.7.11.-
No CAS.9026-43-1
Bases de datos
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KEGGEntrada KEGG
MetaCyccamino metabólico
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Una proteína quinasa serina / treonina ( EC 2.7.11.- ) es una enzima quinasa que fosforila el grupo OH de la serina o treonina (que tienen cadenas laterales similares). Al menos 125 de las 500+ proteína quinasas humanas son serina / treonina quinasas (STK). [2]

En enzimología , el término proteína quinasa de serina / treonina describe una clase de enzimas en la familia de las transferasas , que transfieren fosfatos al átomo de oxígeno de una cadena lateral de serina o treonina en las proteínas . Este proceso se llama fosforilación . La fosforilación de proteínas, en particular, juega un papel importante en una amplia gama de procesos celulares y es una modificación postraduccional muy importante . [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9]

La reacción química realizada por estas enzimas se puede escribir como

ATP + una proteína ADP + una fosfoproteína

Así, los dos sustratos de esta enzima son ATP y una proteína , mientras que sus dos productos son ADP y fosfoproteína .

El nombre sistemático de esta clase de enzimas es ATP: proteína fosfotransferasa (no específica) .

Reglamento

Los receptores de serina / treonina quinasa desempeñan un papel en la regulación de la proliferación celular, la muerte celular programada ( apoptosis ), la diferenciación celular y el desarrollo embrionario.

Selectividad

Mientras que las serina / treonina quinasas fosforilan todos los residuos de serina o treonina en sus sustratos, seleccionan residuos específicos para fosforilar sobre la base de los residuos que flanquean el sitio fosfoaceptor, que juntos comprenden la secuencia consenso . Dado que los residuos de la secuencia de consenso de un sustrato diana solo hacen contacto con varios aminoácidos clave dentro de la hendidura catalítica de la quinasa (generalmente a través de fuerzas hidrofóbicas y enlaces iónicos ), una quinasa generalmente no es específica de un solo sustrato, sino que puede fosforilar un toda la "familia de sustratos" que comparte secuencias de reconocimiento comunes. Si bien el dominio catalítico de estas quinasas está altamente conservado, la variación de secuencia que se observa en el kinoma (el subconjunto de genes en el genoma que codifican quinasas) proporciona el reconocimiento de distintos sustratos. La mayoría de las quinasas son inhibidas por un pseudosustrato que se une a la quinasa como un sustrato real, pero carece del aminoácido para ser fosforilado. Cuando se elimina el pseudosustrato, la quinasa puede realizar su función normal.

Números EC

Muchas proteína quinasas de serina / treonina no tienen sus propios números de CE individuales y usan "2.7.11.1". Estos se incluían anteriormente en el número CE "2.7.1.37", que era un número CE general para cualquier enzima que fosforila proteínas mientras convierte ATP en ADP (es decir, ATP: proteína fosfotransferasas).

Tipos

Los tipos incluyen aquellos que actúan directamente como receptores ( proteína receptora serina / treonina quinasa ) y péptidos y proteínas de señalización intracelular . De estos últimos, los tipos incluyen:

Número CENombreDescripción
EC 2.7.11.1CK2, también conocida por el nombre inapropiado de caseína quinasa 2fue descubierto en 1954 por Burnett y Kennedy.
EC 2.7.11.11Proteína quinasa Aconsta de dos dominios, un dominio pequeño con varias estructuras de hoja β y un dominio más grande que contiene varias hélices α . Los sitios de unión para el sustrato y el ATP se encuentran en la hendidura catalítica entre los dominios (o lóbulos). Cuando el ATP y el sustrato se unen, los dos lóbulos giran de modo que el grupo fosfato terminal del ATP y el aminoácido diana del sustrato se mueven a las posiciones correctas para que tenga lugar la reacción catalítica.
EC 2.7.11.13Proteína quinasa C ('PKC')es en realidad una familia de proteína quinasas que consta de ~ 10 isoenzimas . Se dividen en tres subfamilias: convencionales (o clásicas), novedosas y atípicas en función de sus requisitos de segundo mensajero.
EC 2.7.11.1Mos / Raf quinasasforman parte de la familia MAPKK Kinase y son activados por factores de crecimiento. La enzima funciona para estimular el crecimiento de las células. La inhibición de Raf se ha convertido en el objetivo de los nuevos fármacos contra el cáncer metastásico, ya que inhiben la cascada de MAPK y reducen la proliferación celular.
EC 2.7.11.24Proteínas quinasas activadas por mitógenos (MAPK)responden a estímulos extracelulares (mitógenos) y regulan diversas actividades celulares, como la expresión génica, la mitosis, la diferenciación y la supervivencia / apoptosis celular.
EC 2.7.11.17Proteínas quinasas dependientes de Ca2 + / calmodulina o CaM quinasas (CAMK)están regulados principalmente por el complejo Ca 2+ / calmodulina .
EC 2.7.11.19Fosforilasa quinasafue, de hecho, la primera proteína quinasa Ser / Thr descubierta (en 1959 por Krebs et al. ).
EC 2.7.1.37Proteína quinasa B, también conocida como quinasa AKTEl gen v-akt se identificó como el oncogén del retrovirus AKT8. El gen codifica una proteína quinasa. Los homólogos humanos de la proteína oncogénica AKT8 se identificaron en 1987. En 1995 se descubrió que las Akt quinasas funcionan como quinasas activadas por mitógenos aguas abajo de los receptores de la superficie celular que activan la fosfoinositido 3-quinasa . Existen tres genes akt humanos. Las tres Akt quinasas regulan la proliferación celular y Akt2 es particularmente importante para las acciones de la insulina en las células. Un objetivo principal de las Akt quinasas es la glucógeno sintasa quinasa-3 .
EC 2.7.1.37Pellees una serina / treonina quinasa que puede fosforilarse a sí misma, y ​​también Tube and Toll.

Importancia clínica

La expresión de serina / treonina quinasa (STK) está alterada en muchos tipos de cáncer . [2] Se ha demostrado un beneficio limitado de los inhibidores de la serina / treonina quinasa en el cáncer de ovario [10], pero se están realizando estudios para evaluar su seguridad y eficacia.

La proteína quinasa de serina / treonina p90-kDa ribosomal S6 quinasa (RSK) está involucrada en el desarrollo de algunos cánceres de próstata . [11]

La inhibición de Raf se ha convertido en el objetivo de los nuevos fármacos contra el cáncer metastásico, ya que inhiben la cascada de MAPK y reducen la proliferación celular.

Ver también

  • Proteína serina / treonina fosfatasa , enzima para proceso inverso
  • Pseudoquinasa , una proteína sin actividad enzimática ( pseudoenzima ). Puede estar relacionado con proteínas de esta clase.

Referencias

  1. ^ Nowakowski, J .; Cronin, CN; McRee, DE; Knuth, MW; Nelson, CG; Pavletich, NP; Rogers, J .; Sang, BC; Scheibe, DN; Swanson, RV; Thompson, DA (2002). "Estructuras de las proteínas quinasas Aurora-A, FAK y EphA2 relacionadas con el cáncer de cristalografía de nanovolúmenes" . Estructura . 10 (12): 1659–1667. doi : 10.1016 / S0969-2126 (02) 00907-3 . PMID  12467573 .
  2. ^ a b http://cancerres.aacrjournals.org/cgi/content/full/66/16/8147 "Alteraciones frecuentes en la expresión de serina / treonina quinasas en cánceres humanos" Capra et al. Investigación sobre el cáncer. 2006
  3. ^ Damuni Z, Reed LJ (1988). "Purificación y propiedades de una protamina quinasa y una caseína quinasa tipo II de mitocondrias de riñón bovino". Arco. Biochem. Biophys . 262 (2): 574–84. doi : 10.1016 / 0003-9861 (88) 90408-0 . PMID 2835010 . 
  4. ^ Baggio B, Pinna LA, Moret V, Siliprandi N (1970). "Un procedimiento sencillo para la purificación de la fosvitina quinasa de hígado de rata". Biochim. Biophys. Acta . 212 (3): 515–7. doi : 10.1016 / 0005-2744 (70) 90261-5 . PMID 5456997 . 
  5. ^ Jergil B, Dixon GH (1970). "Protamina quinasa de testículo de trucha arco iris. Purificación parcial y caracterización". J. Biol. Chem . 245 (2): 425–34. PMID 4312674 . 
  6. ^ Langan TA (1969). "Acción de la histona quinasa dependiente de adenosina 3 ', 5'-monofosfato in vivo". J. Biol. Chem . 244 (20): 5763–5. PMID 4310608 . 
  7. ^ Takeuchi M, Yanagida M (1993). "Un papel mitótico para una nueva proteína quinasa de levadura de fisión dsk1 con fosforilación y localización dependientes de la etapa del ciclo celular" . Mol. Biol. Celular . 4 (3): 247–60. doi : 10.1091 / mbc.4.3.247 . PMC 300923 . PMID 8485317 .  
  8. ^ NF; Lützelberger, M; Weigmann, H; Klingenhoff, A; Shenoy, S; Käufer, NF (1997). "Análisis funcional de la proteína quinasa Prp4 de levadura de fisión implicada en el corte y empalme de pre-ARNm y el aislamiento de un homólogo de mamífero putativo" . Ácidos nucleicos Res . 25 (5): 1028–35. doi : 10.1093 / nar / 25.5.1028 . PMC 146536 . PMID 9102632 .  
  9. ^ Wang Y, Hofmann TG, Runkel L, Haaf T, Schaller H, Debatin K, Hug H (2001). "Aislamiento y caracterización de cDNAs para la proteína quinasa HIPK2". Biochim. Biophys. Acta . 1518 (1–2): 168–72. doi : 10.1016 / S0167-4781 (00) 00308-0 . PMID 11267674 . 
  10. ↑ Ciccone, Marcia A .; Maoz, Asaf; Casabar, Jennifer K .; Machida, Hiroko; Mabuchi, Seiji; Matsuo, Koji (13 de mayo de 2016). "Resultado clínico del tratamiento con inhibidores de la serina-treonina quinasa en el cáncer de ovario epitelial recurrente: una revisión sistemática de la literatura" . Opinión de expertos sobre fármacos en investigación . 25 (7): 781–796. doi : 10.1080 / 13543784.2016.1181748 . ISSN 1354-3784 . PMC 7534810 . PMID 27101098 .   
  11. ^ http://cancerres.aacrjournals.org/cgi/content/abstract/65/8/3108 "La proteína quinasa de serina / treonina, p90 Ribosomal S6 quinasa, es un importante regulador de la proliferación de células de cáncer de próstata" Investigación sobre el cáncer. 2005

Enlaces externos

  • proteína-serina-treonina + quinasas en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .