Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

ПРОТЕИНКИНА́ЗЫ

  • рубрика

    Рубрика: Биология

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 27. Москва, 2015, стр. 623-624

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: Н. Б. Гусев

ПРОТЕИНКИНА́ЗЫ, об­шир­ная груп­па фер­мен­тов, от­но­ся­щих­ся к клас­су транс­фе­раз. Осу­ще­ст­в­ля­ют пе­ре­нос тер­ми­наль­но­го фос­фат­но­го ос­тат­ка от аде­но­зин­три­фос­фа­та (АТФ) и гуа­но­зин­три­фос­фа­та (ГТФ) на разл. ами­но­кис­лот­ные ос­тат­ки (в т. ч. на ос­тат­ки гис­ти­ди­на, ас­пара­ги­но­вой ки­сло­ты, се­ри­на, ти­ро­зи­на и тре­о­ни­на) в мо­ле­ку­лах бел­ков, та­ким об­ра­зом осу­ще­ст­в­ляя их фос­фо­ри­ли­ро­ва­ние. Это при­во­дит к ло­каль­но­му из­ме­не­нию за­ря­да бел­ка-ми­ше­ни и час­то со­про­во­ж­да­ет­ся зна­чит. из­ме­не­ни­ем его струк­ту­ры и свойств. В тка­нях че­ло­ве­ка об­на­ру­же­но св. 500 ге­нов, ко­ди­рую­щих разл. про­те­ин­ки­на­зы. В их мо­ле­ку­лах вы­де­ля­ет­ся до­воль­но кон­сер­ва­тив­ный ка­та­ли­тич. до­мен, струк­ту­ра ко­то­ро­го прак­ти­че­ски оди­на­ко­ва у всех П., и один или неск. ре­гу­ля­тор­ных до­ме­нов, для ко­то­рых ха­рак­тер­но струк­тур­ное раз­но­об­ра­зие. Ак­тив­ность П. мо­жет ре­гу­ли­ро­вать­ся низ­ко­мо­ле­ку­ляр­ны­ми со­еди­не­ния­ми (ио­на­ми Ca2+, нук­лео­ти­да­ми, ли­пи­да­ми), спе­ци­аль­ны­ми бел­ка­ми и/или пеп­ти­да­ми (каль­мо­ду­лин, бел­ки-ак­ти­ва­то­ры и/или бел­ки-ин­ги­би­то­ры, бел­ко­вые и пеп­тид­ные гор­мо­ны), а так­же пу­тём фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния отд. уча­ст­ков фер­мен­та под дей­ст­ви­ем др. про­те­ин­ки­наз.

П. иг­ра­ют важ­ную роль в пе­ре­да­че гор­мо­наль­ных сиг­на­лов и ре­гу­ля­ции мно­го­числ. ре­ак­ций, про­те­каю­щих в клет­ке. Напр., свя­зы­ва­ние не­ко­то­рых гор­мо­нов (в т. ч. ин­су­ли­на, фак­то­ров рос­та) с ре­цеп­то­ром на по­верх­но­сти кле­точ­ной мем­бра­ны при­во­дит к ак­ти­ва­ции ти­ро­зи­но­вых П. (ти­ро­зин­ки­наз), ко­то­рые яв­ля­ют­ся ли­бо со­став­ной ча­стью ре­цеп­то­ра, ли­бо свя­зы­ва­ют­ся с ним по­сле его кон­так­та с гор­мо­ном. Ти­ро­зин­ки­на­зы фос­фо­ри­ли­ру­ют ос­тат­ки ти­ро­зи­на, рас­по­ло­жен­ные или на са­мом ре­цеп­то­ре, или на спец. адап­тер­ных бел­ках, ло­ка­ли­зо­ван­ных по­бли­зо­сти от не­го. Это при­во­дит к сбор­ке вбли­зи мем­бра­ны и ак­ти­ви­ро­ван­но­го ре­цеп­то­ра боль­шо­го бел­ко­во­го ком­плек­са, в со­став ко­то­ро­го мо­гут вхо­дить разл. П. и т. н. G-бел­ки, спо­соб­ные свя­зы­вать и гид­ро­ли­зо­вать ГТФ и ре­гу­ли­ро­вать ак­тив­ность разл. фер­мен­тов, в т. ч. обес­пе­чи­ваю­щих син­тез цик­ли­че­ских нук­лео­ти­дов, уча­ст­вую­щих в ре­гу­ля­ции уров­ня каль­ция внут­ри клет­ки или обес­пе­чи­ваю­щих рас­ще­п­ле­ние фос­фо­ли­пи­дов и на­ко­п­ле­ние оп­ре­де­лён­ных про­ме­жу­точ­ных со­еди­не­ний. По­яв­ле­ние та­ких вто­рич­ных по­сред­ни­ков (вто­рич­ных мес­сенд­же­ров) при­во­дит к ак­ти­ва­ции отд. клас­сов про­те­ин­ки­наз. При этом фор­ми­ру­ет­ся свое­об­раз­ная ие­рар­хич. ле­ст­ни­ца: на­вер­ху рас­по­ла­га­ют­ся П., ак­тив­ность ко­то­рых на­пря­мую ре­гу­ли­ру­ет­ся гор­мо­на­ми или вто­рич­ны­ми по­сред­ни­ка­ми, а в ос­но­ва­нии – П., ак­тив­ность ко­то­рых ре­гу­ли­ру­ет­ся це­поч­кой из не­сколь­ких П., рас­по­ло­жен­ных вы­ше. Вслед­ст­вие это­го ста­но­вит­ся воз­мож­ным кас­кад­ный ме­ха­низм уси­ле­ния гор­мо­наль­но­го сиг­на­ла, ко­то­рый мо­жет вклю­чать три и бо­лее ре­гу­ли­рую­щие друг дру­га П. Всё это при­во­дит к мно­го­крат­но­му уси­ле­нию гор­мо­наль­но­го сиг­на­ла и его пе­ре­да­че в глубь клет­ки. Суб­стра­та­ми П. мо­гут быть разл. фер­мен­ты, фак­то­ры транс­крип­ции, со­кра­ти­тель­ные и ре­гу­ля­тор­ные бел­ки, транс­порт­ные АТРазы, бел­ки ци­тоске­ле­та и мно­гие др. внут­ри­кле­точ­ные бел­ки.

Из­ме­не­ния струк­ту­ры бел­ков, вы­зван­ные фос­фо­ри­ли­ро­ва­ни­ем, мо­гут быть об­ра­ще­ны пу­тём де­фос­фо­ри­ли­ро­ва­ния, ко­то­рое осу­ще­ст­в­ля­ет­ся про­те­ин­фос­фа­та­за­ми, фер­мен­та­ми, от­но­ся­щи­ми­ся к клас­су гид­ро­лаз. П. и про­те­ин­фос­фа­та­зы яв­ля­ют­ся фер­мен­та­ми-ан­та­го­ни­ста­ми, ко­то­рые мо­гут ре­гу­ли­ро­вать ак­тив­ность друг дру­га. Ка­та­ли­зи­руе­мое П. фос­фо­ри­ли­ро­ва­ние оп­ре­де­лён­ных бел­ков-ин­ги­би­то­ров при­во­дит к ин­ги­би­ро­ва­нию про­те­ин­фос­фа­таз, а ка­та­ли­зи­руе­мое про­те­ин­фос­фа­та­за­ми де­фос­фо­ри­ли­ро­ва­ние за­час­тую при­во­дит к ин­ги­би­ро­ва­нию П. Ак­тив­ность про­те­ин­фос­фа­таз ре­гу­ли­ру­ет­ся разл. вто­рич­ны­ми по­сред­ни­ка­ми (напр., ио­на­ми Ca2+) и спец. бел­ка­ми-ре­гу­ля­то­ра­ми, ли­бо не­по­сред­ст­вен­но ока­зы­ваю­щи­ми воз­дей­ст­вие на ак­тив­ность фос­фа­таз, ли­бо влияю­щи­ми на их внут­ри­кле­точ­ную ло­ка­ли­за­цию. Ко­ор­ди­ни­ро­ван­ная ре­гу­ля­ция ак­тив­но­сти П. и про­те­ин­фос­фа­таз яв­ля­ет­ся не­об­хо­ди­мым ус­ло­ви­ем нор­маль­но­го функ­цио­ни­ро­ва­ния клет­ки, а на­ру­ше­ние та­кой ре­гу­ля­ции при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию разл. за­бо­ле­ва­ний. Напр., му­та­ции ге­нов, ко­ди­рую­щих ре­цеп­то­ры фак­то­ров рос­та, ко­то­рые об­ла­да­ют ти­ро­зин­ки­наз­ной ак­тив­но­стью, мо­гут со­про­во­ж­дать­ся не­управ­ляе­мым де­ле­ни­ем кле­ток и зло­ка­че­ст­вен­ным пе­ре­ро­ж­де­ни­ем тка­ней. Про­цес­сы апоп­тоза (про­грам­ми­руе­мой ги­бе­ли кле­ток) на­хо­дят­ся под кон­тро­лем не­сколь­ких групп П., и на­ру­ше­ние ба­лан­са при­во­дит ли­бо к преж­де­врем. ги­бе­ли кле­ток, ли­бо к их зло­ка­че­ст­вен­но­му пе­ре­ро­ж­де­нию. Ги­пер­фос­фо­ри­ли­ро­ва­ние не­ко­то­рых ци­то­ске­лет­ных бел­ков ве­дёт к их аг­ре­га­ции и яв­ля­ет­ся од­ной из при­чин ря­да ней­ро­де­ге­не­ра­тив­ных за­бо­ле­ва­ний (напр., бо­лез­ни Альц­гей­ме­ра).

Лит.: Manning G. a. o. The protein kinase complement of the human genome // Science. 2002. Vol. 298; Endicott J. A., Noble M. E. M., Johnson L. N. The structural basis for control of eukaryotic protein kinases // Annual Review Biochemistry. 2012. Vol. 81.

Вернуться к началу