Enzim kinase

Kinase, enzim yang menambahkan gugus fosfat (PO ₄ ^3-) ke molekul lain. Ada sejumlah besar kinase — genom manusia mengandung setidaknya 500 gen penyandi kinase. Termasuk di antara target enzim ini untuk penambahan gugus fosfat (fosforilasi) adalah protein, lipid, dan asam nukleat.

Untuk target protein, kinase dapat memfosforilasi asam amino serin, treonin, dan tirosin. Fosforilasi protein reversibel, oleh aksi antagonis (lawan) dari kinase dan fosfatase, merupakan komponen penting dari pensinyalan sel karena keadaan target protein yang difosforilasi dan tidak terfosforilasi dapat memiliki tingkat aktivitas yang berbeda. Edwin Gerhard Krebs dan Edmond H. Fischer menerima Hadiah Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran pada tahun 1992 untuk pekerjaan mereka dalam membangun paradigma ini.

Fosforilasi molekul lipid oleh kinase penting untuk mengendalikan komposisi molekul membran dalam sel, yang membantu menentukan sifat fisik dan kimia dari berbagai membran. Inositol, senyawa yang mirip strukturnya dengan karbohidrat, difosforilasi oleh kinase untuk menciptakan beragam lipid fosfoinositol dan fosfoinositida. Molekul-molekul ini kemudian berfungsi sebagai pembawa pesan kedua untuk menyebarkan informasi pensinyalan ke seluruh sel.

Nukleotida, unit dasar RNA (asam ribonukleat) dan DNA (asam deoksiribonukleat), mengandung molekul fosfat yang melekat pada nukleosida, senyawa yang terdiri dari bagian ribosa dan basa purin atau pirimidin. Dalam polimer RNA dan DNA, tulang punggung terdiri dari unit fosfo-ribosa berulang. Kinase menempelkan fosfat ke nukleosida, menciptakan nukleotida monofosfat. Sebagai contoh, suatu enzim yang disebut nucleoside phosphorylase melayani peran ini ketika sel-sel beralih ke mensintesis nukleotida dari purin daur ulang alih-alih dari bahan awal baru. Mutasi pada gen yang mengkode nukleosida fosforilase dapat menyebabkan bentuk defisiensi imun yang parah.

Metabolisme gula makanan (glikolisis) melibatkan beberapa langkah berbeda fosforilasi oleh kinase yang berbeda. Gugus fosfat ini pada akhirnya digunakan untuk membentuk senyawa berenergi tinggi yang dikenal sebagai ATP (adenosin trifosfat).

Inhibitor kinase dapat menjadi perawatan penting untuk penyakit manusia di mana proses hiperaktif perlu dibasahi. Sebagai contoh, satu bentuk leukemia manusia, CML (leukemia myelogenous kronis), disebabkan oleh aktivitas berlebihan dari Abelson tyrosine kinase. Imatinib (Gleevec) adalah bahan kimia yang berikatan dengan situs aktif kinase ini, sehingga menghambat kemampuan enzim untuk memfosforilasi target. Imatinib bermanfaat dalam pengobatan awal CML; Namun, dalam banyak kasus, enzim kinase bermutasi, menjadikan obat tidak efektif.