Киназы

Глава 5. Активаторы и киназы

Киназы

Мы переходим теперь к тем случаям участия металлов в действии ферментов, когда ион металла, не образуя прочных комплексов, тем не менее сильно повышает активность фермента, иначе говоря, играет роль активатора.

Ион металла, белок фермента и превращаемая молекула того или иного соединения (субстрат) в процессе реакции образуют различные промежуточные структуры. На рисунке 4 показаны возможные сочетания иона металла (М), субстрата и белка-фермента (Ф). Субстрат играет роль лиганда и обозначен L.

Рис. 4. Возможные сочетания белка (L), иона металла (М) и фермента (Ф)

Ион металла может действовать на лиганд, уже соединенный с белком, может располагаться между ними (“мостик”), может вступать в соединение с другой точкой белковой молекулы.

При этом ион металла выполняет в общем случае сразу несколько функций: он поддерживает лиганд (субстрат) и белок в определенном пространственном положении, удобном для реакции, оказывает на связанные с ним молекулы или группы атомов поляризующее действие, смещая в них электроны, и, наконец, он может действовать как катализатор.

Различить эти отдельные функции в общем эффекте повышения активности фермента очень трудно, и чаще всего механизм работы активаторов остается спорным.

Доказано, что ионы металлов делают более устойчивой ту форму белковой молекулы фермента (ее активной области), которая проявляет наибольшую каталитическую активность.

Важным ферментом, содержащим ион металла, а именно цинка, является карбоксипептидаза.

Карбоксипептидаза вместе с другими ферментами, катализирующими гидролиз, разлагает молекулу пищевого белка на отдельные аминокислоты, из которых потом клетка построит нужные ей белки.

Специальность карбоксипептидазы – отщепление аминокислотных остатков от того конца полипептидной цепочки белка, на котором находится карбоксильная группа, например:

Специальность карбоксипептидазы – отщепление аминокислотных остатков от того конца полипептидной цепочки белка, на котором находится карбоксильная группа

R обозначает какой-нибудь радикал, например СН3. Под влиянием карбоксипептидазы произошло отщепление концевой аминокислоты (в данном случае глицина); к концам разорванной связи присоединились ионы Н+ и ОН- молекул воды, как это вообще происходит при гидролизе пептидных связей NH-СО.

Молекулярная масса карбоксипептидазы 87000; молекула ее состоит из трех субъединиц и включает 307 аминокислотных остатков.

Молекула имеет шаровидную форму, на ее поверхности недалеко от иона цинка обнаружены углубления и канал, по-видимому, содержащие молекулы воды и предназначенные для правильного размещения той части белковой цепочки, на которую действует фермент.

Активный центр этого фермента построен довольно сложно и содержит большое число аминокислотных остатков, положение которых в настоящее время известно достаточно точно. Ион цинка связан с двумя остатками гистидина и глутаминовой кислоты (рис. 5).

Рис. 5. Строение активного центра фермента карбоксипептидазы (расстояния между атомами даны в нанометрах)

Цинк удается заместить на ионы других металлов: кобальт(II), марганец(II), никель(II), причем получаются активные карбоксипептидазы. Относительная легкость такой замены и образование активных соединений с другими ионами – характерный признак многих случаев активации; здесь специфичность металла менее выражена, чем, например, в гемовых комплексах.

Все эти ионы способствуют связыванию субстрата (т. е. полипептидных белковых цепей) с активными центрами, кроме того, ион металла оттягивает на себя электроны кислорода карбонильной группы С=O (в пептидной связке СО-NH), в результате чего двойная связь между С и О поляризуется и облегчается ее реакция с водой, приводящая к разрыву С-N связи:

Ион металла оттягивает на себя электроны кислорода карбонильной группы С=O

(волнистая линия – полимерная молекула белка).

Ионы цинка, как мы уже упоминали, входят в состав еще одного фермента, функции которого тесно связаны с дыханием, – карбонангидразы.

Этот фермент был выделен из эритроцитов человека и животных и оказался белковым соединением с молекулярной массой около 30000. На одну молекулу фермента приходится один атом цинка.

В зависимости от источника получения молекулярная масса несколько колеблется, поэтому считают, что существует несколько видов карбонангидразы (изоферменты).

Карбонангидраза катализирует процессы гидратации диоксида углерода, т. е. образование иона НСО3-, и процессы дегидратации, связанные с выделением диоксида углерода вследствие разложения аниона угольной кислоты. Первый процесс совершается в клетках, отдающих СО2 как продукт своей жизнедеятельности, а второй – в альвеолах легких, где выделение СО2 должно происходить в надлежащем темпе.

Обе реакции можно записать так:

Карбонангидраза катализирует процессы гидратации диоксида углерода и процессы дегидратации

Первая представляет гидратацию СO2, вторая – разложение иона НСО3-.

Роль иона цинка еще не выяснена окончательно. Вероятно, ион цинка катализирует разложение НСО3- в результате образования комплекса, претерпевающего быстрый распад:

Ион цинка катализирует разложение НСО3- в результате образования комплекса, претерпевающего быстрый распад

Прямая реакция соответствует разложению бикарбонатов и протекает в легочных альвеолах, а обратная соответствует связыванию СO2 в клетках.

Ион цинка находится глубоко в центральной части белковой молекулы и связан с белком, насколько можно судить, с помощью трех гистидиновых остатков.

Киназы. Мы убедились, что для работы биологических машин необходимы переносы электронов и кислорода; дело, однако, этим не ограничивается.

Ферменты клетки не перемешаны в беспорядке – важнейшие из них фиксированы в определенных зонах различных органелл (митохондрий, рибосом и др.

), и перестройка молекул пищевых веществ, как уже упоминалось, идет строго согласованно и в нужной последовательности.

Для такой работы необходимо иметь средства, чтобы переносить и другие группы – особенно те, которые существенно изменяют запас энергии в молекуле и таким образом изменяют ее реакционную способность. Ферменты, катализирующие переносы фосфатной группы PO32- от молекулы аденозинтрифосфорной кислоты к другим молекулам, называются киназами (от греч. kineo – “двигаю, перемещаю”).

Аденозинтрифосфорная кислота, сокращенно обозначенная АТФ, является одним из самых важных биологически активных соединений.

Подвергаясь гидролизу, эта кислота отщепляет одну молекулу фосфорной кислоты (Ф), образуя аденозиндифосфорную кислоту (АДФ); при этом выделяется относительно много энергии.

При образовании АТФ из АДФ и Ф энергия соответственно поглощается. Ниже приведено уравнение гидролиза АТФ* (и обратный процесс):

Уравнение гидролиза АТФ (и обратный процесс)

* ()

Если АТФ реагирует с какой-либо другой молекулой, например с молекулой глюкозы, то, передавая ей фосфатную группу, она передает молекуле и значительный запас энергии (заряжает молекулу глюкозы энергией):

Реакция АТФ с молекулой глюкозы

Вот почему АТФ в клетках выполняет функции аккумулятора энергии.

Именно такого типа реакции, происходящие с переносом фосфата от АТФ на другой субстрат, и катализируются киназами. Киназы активируются ионами металлов, чаще всего магнием, а также кальцием и марганцем.

Специфичность в этих случаях менее выражена, и указанные ионы можно иногда заменить на ионы кобальта или цинка. Но все ионы металлов, необходимые для работы киназ, двузарядны (степень окисления +2).

Молекулярные массы киназ около 1000000, но неодинаковы у различных ферментов этой группы.

Ион металла, по-видимому, связывает АТФ и белок; доказано, что ионы металлов-активаторов образуют с АТФ комплексы. Способ связывания иона металла не всегда удается точно определить, хотя это важная сторона вопроса. Так, например, ион кальция активирует киназы, если он связан с белком-ферментом (Ф) через субстрат реакции:

Ион кальция активирует киназы, если он связан с белком-ферментом (Ф) через субстрат реакции

но тормозит реакцию, если связан непосредственно с белком:

Ион кальция тормозит реакцию, если связан непосредственно с белком

Кроме того, ионы металлов, как активные частицы, способны вступать в реакции комплексообразования и с молекулами субстрата – того вещества, на которое переносится группа РО32-. По-видимому, основным этапом действия киназ является образование комплекса металл – АТФ, который, фиксируясь на белке, отдает фосфатный остаток субстрату.

В качестве субстратов особенно важны креатин и глюкоза (хотя изучены и другие реакции, например перенос РО32- на пируват, аргинин и др.).

Креатин, содержащийся главным образом в мышечной ткани, выполняет функции, аналогичные функциям АТФ. Он запасает энергию, образуя креатинфосфат; именно эта энергия и расходуется, например, при мышечной работе. Поэтому образование креатинфосфата

Образование креатинфосфата

представляет с точки зрения биохимика большой интерес. В реакции

В реакции равновесие смещено влево

равновесие смещено влево.

Таким образом, ионы металлов (особенно магний) необходимы для нормального использования химической энергии фосфорных соединений, в частности для нормальной работы мышц.

Фермент, катализирующий образование креатинфосфата, называется креатинкиназой. Другой фермент – гексокиназа – катализирует перенос фосфорильной группы от АТФ к глюкозе:

Гексокиназа катализирует перенос фосфорильной группы от АТФ к глюкозе

Фермент содержится в мышечной ткани, а также в мозге и дрожжевых клетках. Для его работы необходим ион магния. Вероятно, магний образует комплекс с АТФ: Mg*АТФ2-, присоединяющийся к белку-ферменту; ион магния, как полагают, с белком непосредственно не связан.

Характерной особенностью киназ является то, что их белковая часть испытывает определенные изменения формы при взаимодействии с субстратами. Фермент приспособляется к структуре той молекулы, на которую он действует.

Число различных ферментов, активизируемых теми или иными ионами металлов, очень велико. Ограничимся сведениями о киназах, но следует иметь в виду, что, изучая действие иона металла (не только двухзарядного!) на организм или клетку, всегда надо помнить о возможности активации ферментов этим ионом.

Источник: //iznedr.ru/books/item/f00/s00/z0000015/st006.shtml

Киназы – это… Что такое Киназы?

Киназы
ферменты, относящиеся к классу трансфераз, подклассу фосфотрансфераз и катализирующие реакции переноса фосфорильного остатка (—РО3Н2) от АТФ (реже — от других нуклеозидтрифосфатов) на различные субстраты. Катализируемые К.

реакции фосфорилирования играют важную роль в регуляции обмена веществ, в первую очередь в сохранении, переносе и использовании энергии макроэргических связей АТФ и других нуклеозидтрифосфатов (см. Макроэргические соединения, Обмен веществ и энергии). Активность некоторых К. в биологических жидкостях человека имеет диагностическое значение при ряде патологических состояний. При участии К.

происходит фосфорилирование низкомолекулярных (глюкозы, витаминов, креатина и др.) и высокомолекулярных (белков, в т.ч. ферментных белков) соединений.

Фосфорильная группа в киназных реакциях может быть перенесена на гидроксильную группу (фосфотрансферазы со спиртовой группой в качестве акцептора), карбоксильную группу (фосфотрансферазы с карбоксильной группой в качестве акцептора), азотистую группу (фосфотрансферазы с азотистой группой в качестве акцептора) или фосфатную группу (фосфотрансферазы с фосфатной группой в качестве акцептора).

Катализируемые К. реакции, связанные с превращением богатой энергией фосфатной связи АТФ в бедную энергией связь, практически необратимы. Однако реакции, катализируемые аденилаткиназой, ацетаткиназой, нуклеозидмонофосфаткиназой, нуклеозиддифосфаткиназой и некоторыми другими К., одинаково легко протекают справа налево и слева направо. Как правило, для проявления полной активности К.

необходимы ионы двухвалентных металлов, образующих металлонуклеотидный комплекс, который и является истинным субстратом киназ. В организме человека такими ионами являются ионы Mg2+. Киназы представляют собой белки с молекулярной массой от 21000 до 1300000. Функционально-активные молекулы многих К. имеют субъединичное строение, ряд К. существует в тканях во множественных формах (см. Ферменты).

Субстратная специфичность К. варьирует от узкой (у креатинкиназы) до широкой (у нуклеозиддифосфаткиназы). Важную роль в углеводном обмене (Углеводный обмен) человека и животных играет гексокиназа, которая катализирует первую реакцию Гликолиза, лимитирующую его скорость, — реакцию фосфорилирования гексозы, в первую очередь глюкозы (Глюкоза), с образованием гексозо-6-фосфата.

Интенсивный синтез гексокиназы, повышение ее активности и изменение изоферментного состава происходят в опухолевой ткани.

В сыворотке крови здоровых людей гексокиназа отсутствует, но появляется в сыворотке крови при опухолевых заболеваниях, поэтому определение активности гексокиназы в сыворотке крови является дополнительным тестом при диагностике злокачественных опухолей и оценке эффективности их лечения.

Другим ключевым ферментом углеводного обмена является фосфофруктокиназа, принимающая участие в регуляции скоростей гликолиза и гликогенолиза, и пируваткиназа, катализирующая образование АТФ в процессе гликолиза при превращении фосфоенолпировиноградной кислоты (фосфоенолпирувата) в пировиноградную (пируват).

Аденилаткиназа (аденилаткиназу, выделенную из мышц, называют миокиназой) катализирует обратимую реакцию взаимопревращения адениловых нуклеотидов (АТФ + АМФ ⇔ 2АДФ) и тем самым обеспечивает сохранение и использование энергии аденилатной системы и включение АМФ в качестве активного компонента в систему обмена энергии.

Участвуя в поддержании равновесия между адениловыми нуклеотидами, аденилаткиназа осуществляет метаболический контроль в клетке, поскольку соотношение концентраций адениловых нуклеотидов является фактором, регулирующим баланс между биохимическими системами, образующими и использующими АТФ.

Активность аденилаткиназы в сыворотке крови резко возрастает в первые дни после развития инфаркта миокарда, при ряде других патологических состояний. В мышцах и цереброспинальной жидкости активность аденилаткиназы значительно снижается при мышечной дистрофии Дюшенна.

Креатинкиназа (креатинфосфокиназа) катализирует реакцию обратимого переноса фосфорильной группы с АТФ на креатин с образованием макроэргического соединения креатин-фосфата (см. Креатинин), участвует в регуляции динамического соотношения концентраций АТФ: АДФ в клетках. В мышечной ткани креатинкиназа составляет 10—20% от всех растворимых саркоплазматических белков.

Активность креатинкиназы в сыворотке крови возрастает при миопатиях, прогрессирующих мышечных дистрофиях, гипотиреозе, после инфекционных болезней; как правило, при этом изменяется и изоферментный спектр фермента. Определение активности креатинкиназы служит ценным диагностическим тестом при инфаркте миокарда. В первые часы и дни заболевания активность фермента в крови резко возрастает за счет выхода в кровоток так называемой МВ-формы, содержащейся в сердечной мышце. На основании последовательных измерений активности креатинкиназы в сыворотке крови можно судить о степени некротического процесса в миокарде и оценить эффективность проводимой терапии.

Особую группу К. составляют протеинкиназы, катализирующие перенос фосфорильного концевого остатка АТФ на остаток серина или треонина в молекуле белкового субстрата. Протеинкиназы, зависимые от циклического 3',5'-АМФ, кальция, кальмодулина и фосфолипидов, участвуют в передаче сигналов внутри клеток, регулируют активность многих ферментов за счет фосфорилирования их молекул и изменения их каталитической активности. Разнообразные протеинкиназы являются ключевыми регуляторными ферментами на важнейших путях обмена веществ в организме, в т.ч. регуляторными ферментами мембранных процессов в различных тканях.

С генетически обусловленной недостаточностью или отсутствием К. связан ряд наследственных болезней человека. Так, врожденная недостаточность гексокиназы, фосфоглицераткиназы или аденилаткиназы в эритроцитах может быть причиной гемолитической анемии. Одна из наиболее распространенных наследственных ферментопатий — недостаточность пируваткиназы в эритроцитах у гомозигот — выражается хронической гемолитической анемией. При наследственно обусловленной недостаточности галактокиназы в крови в раннем детском возрасте развиваются галактозурия («галактозный диабет») и катаракта. Дефект фосфофруктокиназы мышц приводит к миопатии. Наследственная недостаточность киназы фосфорилазы b в печени вызывает нарушение депонирования гликогена в печени, гепатомегалию и задержку роста у детей. Генетически обусловленная недостаточность карбамоилфосфатксинтазы (ключевого фермента синтеза мочевины), относящейся к фосфотрансферазам с карбоксильной группой в качестве акцептора, может привести к смерти новорожденных вследствие развития гипераммониемии при кормлении их белковой пищей.

Метод определения активности К. зависит от конкретной исследуемой реакции и часто состоит в оценке содержания фосфорилированного или дефосфорилированного продукта в пробе. Общим для многих К. методом определения активности является регистрация количества АДФ или АТФ.

Унифицированным методом определения активности креатинкиназы служит метод с использованием в качестве субстрата реакции креатина. Активность фермента пропорциональна количеству неорганического фосфора, образующегося в результате кислотного гидролиза продукта креатинкиназной реакции — креатинфосфата. Неорганический фосфор определяется по цветной реакции с молибденом аммония. В норме активность креатинкиназы в крови, установленная с помощью этого метода, достигает 100 нмоль/(с․л), или до 6 ME. Активность МВ-формы креатинкиназы в норме составляет менее 2% от общей активности фермента. Вторым методом определения активности креатинкиназы, также принятым в качестве унифицированного, является метод с использованием в качестве субстрата креатинфосфата. Активность фермента пропорциональна количеству креатина, образующегося в результате ферментативной реакции. Креатин определяется по цветной реакции с α-нафтолом. В норме активность креатинкиназы в сыворотке крови, установленная с помощью этого метода, составляет от 0 до 220 нмоль/(с․л), или от 0 до 13 ME [Международная единица равна 16,67 нмоль/(с․л)]. Библиогр: Ленинджер А. Биохимия, пер. с англ., с. 382, М., 1976.

ферменты подкласса фосфотрансфераз (КФ 2.7), катализирующие перенос концевой фосфатной группы с аденозинтрифосфорной кислоты или других нуклеозидтрифосфатов на гидроксильную, карбоксильную, азотистую или фосфорную группу другого вещества; К. играют важную роль в энергетическом, углеводном, нуклеотидном и белковом обмене в организме.

Источник: //dic.academic.ru/dic.nsf/enc_medicine/14208/%D0%9A%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%B7%D1%8B

Киназы — Медицинская энциклопедия

Киназы

I

Киназы

ферменты, относящиеся к классу трансфераз, подклассу фосфотрансфераз и катализирующие реакции переноса фосфорильного остатка (—РО3Н2) от АТФ (реже — от других нуклеозидтрифосфатов) на различные субстраты. Катализируемые К.

реакции фосфорилирования играют важную роль в регуляции обмена веществ, в первую очередь в сохранении, переносе и использовании энергии макроэргических связей АТФ и других нуклеозидтрифосфатов (см. Макроэргические соединения, Обмен веществ и энергии). Активность некоторых К.

в биологических жидкостях человека имеет диагностическое значение при ряде патологических состояний.

При участии К. происходит фосфорилирование низкомолекулярных (глюкозы, витаминов, креатина и др.) и высокомолекулярных (белков, в т.ч. ферментных белков) соединений.

Фосфорильная группа в киназных реакциях может быть перенесена на гидроксильную группу (фосфотрансферазы со спиртовой группой в качестве акцептора), карбоксильную группу (фосфотрансферазы с карбоксильной группой в качестве акцептора), азотистую группу (фосфотрансферазы с азотистой группой в качестве акцептора) или фосфатную группу (фосфотрансферазы с фосфатной группой в качестве акцептора). Катализируемые К. реакции, связанные с превращением богатой энергией фосфатной связи АТФ в бедную энергией связь, практически необратимы. Однако реакции, катализируемые аденилаткиназой, ацетаткиназой, нуклеозидмонофосфаткиназой, нуклеозиддифосфаткиназой и некоторыми другими К., одинаково легко протекают справа налево и слева направо. Как правило, для проявления полной активности К. необходимы ионы двухвалентных металлов, образующих металлонуклеотидный комплекс, который и является истинным субстратом киназ. В организме человека такими ионами являются ионы Mg2+.

Киназы представляют собой белки с молекулярной массой от 21000 до 1300000. Функционально-активные молекулы многих К. имеют субъединичное строение, ряд К. существует в тканях во множественных формах (см. Ферменты). Субстратная специфичность К. варьирует от узкой (у креатинкиназы) до широкой (у нуклеозиддифосфаткиназы).

Важную роль в углеводном обмене (Углеводный обмен) человека и животных играет гексокиназа, которая катализирует первую реакцию Гликолиза, лимитирующую его скорость, — реакцию фосфорилирования гексозы, в первую очередь глюкозы (Глюкоза), с образованием гексозо-6-фосфата.

Интенсивный синтез гексокиназы, повышение ее активности и изменение изоферментного состава происходят в опухолевой ткани.

В сыворотке крови здоровых людей гексокиназа отсутствует, но появляется в сыворотке крови при опухолевых заболеваниях, поэтому определение активности гексокиназы в сыворотке крови является дополнительным тестом при диагностике злокачественных опухолей и оценке эффективности их лечения.

Другим ключевым ферментом углеводного обмена является фосфофруктокиназа, принимающая участие в регуляции скоростей гликолиза и гликогенолиза, и пируваткиназа, катализирующая образование АТФ в процессе гликолиза при превращении фосфоенолпировиноградной кислоты (фосфоенолпирувата) в пировиноградную (пируват).

Аденилаткиназа (аденилаткиназу, выделенную из мышц, называют миокиназой) катализирует обратимую реакцию взаимопревращения адениловых нуклеотидов (АТФ + АМФ ⇔ 2АДФ) и тем самым обеспечивает сохранение и использование энергии аденилатной системы и включение АМФ в качестве активного компонента в систему обмена энергии. Участвуя в поддержании равновесия между адениловыми нуклеотидами, аденилаткиназа осуществляет метаболический контроль в клетке, поскольку соотношение концентраций адениловых нуклеотидов является фактором, регулирующим баланс между биохимическими системами, образующими и использующими АТФ. Активность аденилаткиназы в сыворотке крови резко возрастает в первые дни после развития инфаркта миокарда, при ряде других патологических состояний. В мышцах и цереброспинальной жидкости активность аденилаткиназы значительно снижается при мышечной дистрофии Дюшенна.

Креатинкиназа (креатинфосфокиназа) катализирует реакцию обратимого переноса фосфорильной группы с АТФ на креатин с образованием макроэргического соединения креатин-фосфата (см. Креатинин), участвует в регуляции динамического соотношения концентраций АТФ: АДФ в клетках.

В мышечной ткани креатинкиназа составляет 10—20% от всех растворимых саркоплазматических белков. Активность креатинкиназы в сыворотке крови возрастает при миопатиях, прогрессирующих мышечных дистрофиях, гипотиреозе, после инфекционных болезней; как правило, при этом изменяется и изоферментный спектр фермента.

Определение активности креатинкиназы служит ценным диагностическим тестом при инфаркте миокарда. В первые часы и дни заболевания активность фермента в крови резко возрастает за счет выхода в кровоток так называемой МВ-формы, содержащейся в сердечной мышце.

На основании последовательных измерений активности креатинкиназы в сыворотке крови можно судить о степени некротического процесса в миокарде и оценить эффективность проводимой терапии.

Особую группу К. составляют протеинкиназы, катализирующие перенос фосфорильного концевого остатка АТФ на остаток серина или треонина в молекуле белкового субстрата.

Протеинкиназы, зависимые от циклического 3',5'-АМФ, кальция, кальмодулина и фосфолипидов, участвуют в передаче сигналов внутри клеток, регулируют активность многих ферментов за счет фосфорилирования их молекул и изменения их каталитической активности.

Разнообразные протеинкиназы являются ключевыми регуляторными ферментами на важнейших путях обмена веществ в организме, в т.ч. регуляторными ферментами мембранных процессов в различных тканях.

С генетически обусловленной недостаточностью или отсутствием К. связан ряд наследственных болезней человека. Так, врожденная недостаточность гексокиназы, фосфоглицераткиназы или аденилаткиназы в эритроцитах может быть причиной гемолитической анемии.

Одна из наиболее распространенных наследственных ферментопатий — недостаточность пируваткиназы в эритроцитах у гомозигот — выражается хронической гемолитической анемией. При наследственно обусловленной недостаточности галактокиназы в крови в раннем детском возрасте развиваются галактозурия («галактозный диабет») и катаракта.

Дефект фосфофруктокиназы мышц приводит к миопатии. Наследственная недостаточность киназы фосфорилазы b в печени вызывает нарушение депонирования гликогена в печени, гепатомегалию и задержку роста у детей.

Генетически обусловленная недостаточность карбамоилфосфатксинтазы (ключевого фермента синтеза мочевины), относящейся к фосфотрансферазам с карбоксильной группой в качестве акцептора, может привести к смерти новорожденных вследствие развития гипераммониемии при кормлении их белковой пищей.

Метод определения активности К. зависит от конкретной исследуемой реакции и часто состоит в оценке содержания фосфорилированного или дефосфорилированного продукта в пробе. Общим для многих К. методом определения активности является регистрация количества АДФ или АТФ.

Унифицированным методом определения активности креатинкиназы служит метод с использованием в качестве субстрата реакции креатина. Активность фермента пропорциональна количеству неорганического фосфора, образующегося в результате кислотного гидролиза продукта креатинкиназной реакции — креатинфосфата.

Неорганический фосфор определяется по цветной реакции с молибденом аммония. В норме активность креатинкиназы в крови, установленная с помощью этого метода, достигает 100 нмоль/(с․л), или до 6 ME. Активность МВ-формы креатинкиназы в норме составляет менее 2% от общей активности фермента.

Вторым методом определения активности креатинкиназы, также принятым в качестве унифицированного, является метод с использованием в качестве субстрата креатинфосфата. Активность фермента пропорциональна количеству креатина, образующегося в результате ферментативной реакции. Креатин определяется по цветной реакции с α-нафтолом.

В норме активность креатинкиназы в сыворотке крови, установленная с помощью этого метода, составляет от 0 до 220 нмоль/(с․л), или от 0 до 13 ME [Международная единица равна 16,67 нмоль/(с․л)].

Библиогр: Ленинджер А. Биохимия, пер. с англ., с. 382, М., 1976.

II

Киназы

ферменты подкласса фосфотрансфераз (КФ 2.7), катализирующие перенос концевой фосфатной группы с аденозинтрифосфорной кислоты или других нуклеозидтрифосфатов на гидроксильную, карбоксильную, азотистую или фосфорную группу другого вещества; К. играют важную роль в энергетическом, углеводном, нуклеотидном и белковом обмене в организме.

Источник: Медицинская энциклопедия на Gufo.me

Источник: //gufo.me/dict/medical_encyclopedia/%D0%9A%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D0%B7%D1%8B

Разница между Протеинкиназой А и Протеинкиназой С

Киназы

Ключевое различие между Протеинкиназой A и Протеинкиназой C заключается в том, что Протеинкиназа A является типом протеинкиназы, которая зависит от циклического АМФ (циклический аденозинмонофосфат), в то время как Протеинкиназа C является подсемейством протеинкиназ, которое реагирует на передачу сигналов липидами.

Киназа является ферментом, который катализирует перенос фосфатной группы от высокоэнергетических, донорских фосфатов молекул к специфическим субстратам. Этот процесс Мы называется фосфорилированием. Киназы регулируют большинство клеточных путей, включая передачу сигнала.

 Протеинкиназы представляют собой особый тип киназ, которые катализируют фосфорилирование белка или переносят фосфат в субстратные белки.

 Эти ферменты регулируют биологическую активность белков путем фосфорилирования специфических аминокислот с фосфатными группами из АТФ (аденозинтрифосфат). Как только происходит фосфорилирование, неактивные белки превращаются в активные белки из-за конформационных изменений.

 Протеинкиназа С и протеинкиназа А представляют собой два типа семейств протеинкиназ, которые относятся к подсемейству AGC протеинкиназ.

  1. Обзор и основные отличия
  2. Что такое Протеинкиназа A
  3. Что такое Протеинкиназа C
  4. Сходство между Протеинкиназой A и Протеинкиназой C
  5. В чем разница между Протеинкиназой A и Протеинкиназой C
  6. Заключение

Что такое Протеинкиназа A?

Протеинкиназа A представляет собой тип протеинкиназы, который зависит от циклического АМФ. Следовательно, он также известен как циклическая АМФ-зависимая протеинкиназа или A-киназа.

 Её основная функция заключается в фосфорилировании белков с фосфатными группами.

 Поскольку протеинкиназа А зависит от циклического АМФ, ее активность регулируется флуктуирующими уровнями циклического АМФ в клетках.

Химическая структура цАМФ (циклический аденозинмонофосфат)

Более того, протеинкиназа A действует как конечный эффектор для множества гормонов, которые действуют через сигнальный путь циклического АМФ. Следовательно, этот фермент отвечает за все клеточные ответы.

Механизмы активации и инактивации Протеинкиназы A (PKA )

Структурно протеинкиназа A представляет собой гетеротетрамер, состоящий из двух субъединиц: каталитической субъединицы и регуляторной субъединицы. Активность протеинкиназы A также может быть снижена или ингибирована ингибиторами протеинкиназы. Эти ингибиторы часто действуют как псевдосубстраты для каталитической субъединицы.

Что такое Протеинкиназа C?

Протеинкиназа С является подсемейством протеинкиназ и реагирует на передачу липидов. Это подсемейство состоит из пятнадцати изозимов у человека. Изоферменты отличаются от требований второго мессенджера.

 Протеинкиназа C состоит из двух доменов: регуляторного домена и каталитического домена. Протеинкиназа C является многофункциональной протеин серинкиназой, которая участвует в широком спектре нейрональных функций.

Механизм активации Протеинкиназы C

Более того, протеинкиназа C действует как центральный компонент многих важных клеточных сигнальных каскадов. Кроме того, протеинкиназа C отвечает за регуляцию транскрипции, опосредует иммунные ответы, регулирует рост клеток и модулирует структуру мембран.

Каковы сходства между Протеинкиназой A и Протеинкиназой C?

  • Как протеинкиназа A, так и протеинкиназа C являются AGC-киназами.
  • Таким образом, они принадлежат к подсемейству протеинкиназ, называемому AGC-киназой.
  • Они играют важную роль в нескольких каскадах сигнальной трансдукции в живых организмах.
  • Конструктивно они состоят из двух субъединиц в качестве регуляторного домена и каталитического домена.
  • Их активность может быть ингибирована ингибиторами протеинкиназы.

В чем разница между протеинкиназой a и протеинкиназой c?

Протеинкиназа A и Протеинкиназа C являются двумя подсемействами протеинкиназ, которые принадлежат киназам AGC. Протеинкиназа А представляет собой протеинкиназу, которая зависит от циклического АМФ и действует как конечный эффектор для множества гормонов. Тогда как, протеинкиназа C является протеинкиназой, которая реагирует на передачу липидов.

Протеинкиназа — это фермент, который модифицирует другие белки, добавляя к ним фосфатную группу. Протеинкиназа A и протеинкиназа C являются двумя подсемействами AGC протеинкиназ. Протеинкиназа A зависит от циклического АМФ. Напротив, протеинкиназа C является специфическим типом киназы, которая опосредует каскад сигнальной трансдукции путем гидролиза липидов.

Источник: //raznisa.ru/raznica-mezhdu-proteinkinazoj-a-i-proteinkinazoj-s/

Киназы

Киназы

Киназы (протеинкиназы, фосфотрансферазы) – это особые специфичные ферменты, производящие фосфорилирование белка и тем самым поддерживющие и завершающие каскады внутриклеточных биохимических реакций.

Киназы переносят фосфатные группы с аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) на разные субстраты, преимущественно на гидроксильную группу спиртов, углеводов или аминокислот. Для работы всех киназ необходимо присутствие ионов магния (Mg2+), который служит связующим звеном между АТФ и белком.

Из всевозможных киназ с точки зрения мезанизмов пластичности синапсов нас интересует группа протеинкиназ, т.е. тех киназ, которые “пересаживают” фосфорные остатки с АТФ на белок. Тем самым они могут так изменить белок, что он начнёт работать совершенно не так, как работал раньше. Это уже и есть, собственно говоря, пластичность.

В результате киназного фосфорилирования происходит химическая модификация «рабочих» белков именно за счёт того, что с помощью киназы к определенным участкам этих белков присоединяются остатки фосфорной кислоты. В результате такие фосфорилированные белки меняют свои прежние свойства.

Соответственно, меняются процессы, которые осуществляются этими «рабочими» белками. А вследствие этого – меняется состояние отдельной структуры, содержащей эти белки, или состояние всей клетки и её свойства. Киназы сажают фосфорные остатки не куда попало, а строго на предназначенные для них места.

Каждый вид киназы имеет свою определённую мишень, т.е. киназы обладают специфичностью.

Правда, через какое-то время фосфорилированные белки освобождаются от присоединенных к ним фосфорных радикалов и возвращаются к своему прежнему состоянию.

Длительность всего процесса фосфорилирования – секунды и минуты.

Регуляция работы белков с помощью киназ очень распространена в живых организмах. По разным оценкам, существует от 2000 до 10 000 разных протеинкиназ.

При этом сейчас уже известно, что количество всех белков, имеющихся в наличии в эукариотической клетке, например дрожжевой, не превышает 6000 видов.

Так что и в живой клетке “менеджеров-управленцев” оказывается гораздо больше, чем “трудяг-работников”!

Что ещё является особенностью работы киназ, так это то, что они фосфорилируют друг друга, тем самым переводя своих “напарников”-киназ в более активное или, наоборот, менее активное состояние.

Некоторую путаницу вносит то, что киназами также называются гидролитические ферменты, осуществляющие гидролиз веществ: энтерокиназы тонкого кишечника, тромбокиназа крови, плазминокиназа. К собственно киназам (протеинкиназам) они не относятся.

Как протеинкиназы работают в клетке?

Киназы являются центральным звеном каскада биохимических реакций, который начинается с воздействия управляющего вещества (трансмиттера или гормона) на метаботропный рецептор, а заканчивается получением фосфорилированного белка.

Опыт обучения студентов показал, что современный обычный студент со средним уровнем интеллекта не способен  самостоятельно надёжно запомнить этот каскад реакций. Поэтому мне пришлось придумать для запоминания этого киназного каскада специальную шутливую “фразу-запоминалку”, в которой в зашифрованном виде точно воспроизводится правильная последовательность всех этапов этого процесса.

Киназный каскад фосфорилирования белков для А-киназ:

Метаботропный рецептор – G(“же”)-белок – аденилатциклаза – цАМФ – киназа I – киназа II – фосфорилирование (фосфорный остаток присоединяется к белку).

 Мягкий животик активно целуют – это киназы коварно флиртуют!

Типы киназ (точнее, протеинкиназ)


Краткое название
Полное название
 Действие
1А-киназацАМФ-зависимая протеинкиназа

 Её активность зависит от концентрации циклического АМФ (цАМФ) в клетке, т.к. именно с помощью цАМФ она переводится в активное состояние.

Она участвует в регуляции метаболизма гликогена, липидов и сахаров, её мишенями могут быть другие протеинкиназы или другие метаболические ферменты.

Она может запускать транскрипцию генов: фосфорилирует транскрипционный фактор CREB по остатку серина 133, CREB связывает своим фосфорилированным участком коактиватор транскрипции и таким образом “адресно” стимулирует транскрипцию.

Активированная протеинкиназа А переносит концевой фосфат молекулы АТФ на остатки серина или треонина в аминокислотной цепи белка.

2В-киназаСа-кальмодулин-зависимая протеинкиназа
3С-киназаСа-фосфолипид-зависимая протеинкиназа
4G-киназацГМФ-зависимая протеинкиназа

Источник: //kineziolog.su/content/kinazy

Ваш Недуг
Добавить комментарий