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)