30. kinázy a fosfatázy - klíčové enzymy buněčné signalizace

kinázy

• enzymy, které připojují fosfátovou skupinu (PO₄³⁻) na aminokyseliny v proteinech - tedy fosforylují

fosfatázy

• enzymy, které odstraňují fosfátovou skupinu z proteinu – tedy defosforylují

význam enzymů

připojení/odstranění výrazně nabité fosfátové skupiny může výrazně ovlivnit konformaci a tedy i fci proteinu

• dělají protein aktivní či neaktivní (přapínače)

kaskáda kináz

řetězec enzymatických reakcí - jedna proteinová kináza aktivuje jinou kinázu, ta další a tak dále

• cílem zesílit signál a spustit konkrétní odpověď buňky

příklady kináz

a) membránové kinázy

• součástí membránových receptorů

• vnější část váže ligand a vnitřní kinázová doména přenáší signál

• např.

  • EGFR (epidermal growth factor receptor) - buněčné dělení

  • insulin receptor

b) cytosolické kinázy

• uvnitř buňky

• přenášejí signál z povrchu

• proteinová kináza, mitogenem aktivovaná kináza, cyklin-dependentní kinázy

dělení kináz podle typu AMK, kterou fosforylují

Serin/threonin kinázy - fosforylují hydroxylovou skupinu aminokyselin serin nebo threonin v proteinech

Tyrosinové kinázy - fosforylují hydroxylovou skupinu aminokyseliny tyrosin

příklad signální dráhy zahrnující kinázy

dráha mitogenem aktivovaných protein kináz (MAPK dráha)

1. signál EGF (epidermální růstový faktor) nebo jiný mitogen se naváže na membránový receptor

2. receptor má vnitřní tyrosin kinázovou aktivitu - dimerizuje se a autofosforyluje (fosforyluje své tyrosinové zbytky)

3. z receptoru se signál přenese na protein Ras - jeho aktivace

4. Ras aktivuje první kinázu RAF (kináza kinázy MAPK) - RAF zapne kinázu MEK (kináza MAPK) - MEK zapne kinázu ERK (MAPK)

5. ERK (MAP kináza) - jde do jádra - fosforyluje transkripční faktory - aktivuje geny pro růst a dělení

druzí poslové

= malé neproteinové molekuly, které aktivují cílové proteiny

• cAMP, cGMP, Ca²⁺ ionty

• aktivovaní prostřednictvím enzymu, který je poután k cytoplazmatické membráně

• nejčastěji aktivují protein-kinázy, které jsou hlouběji v buňce

druzí poslové vznik z

cAMP

• ligand se naváže na receptor spřažený s G-proteinem - receptor aktivuje G-protein - G-protein aktivuje enzym adenylátcyklázu - adenylát cykláza přemění ATP na cAMP - cAMP jako druhý posel aktivuje proteinkinázu, která spustí dlší reakce

cGMP - z GTP za omoci guanylátcyklázy