Kinazy adenylanowe człowieka – klasyfikacja, budowa oraz znaczenie w fizjologii i patologii

Abstract

Kinazy adenylanowe (AK, EC 2.7.4.3) to powszechnie występujące fosfotransferazy, katalizujące odwracalną reakcję przeniesienia wysokoenergetycznych grup β- i γ-fosforanowych między nukleotydami. Wszystkie sklasyfikowane AK wykazują podobny plan budowy: zawierają dużą centralną domenę CORE, domeny wiążące monofosforan i trifosforan nukleozydu (NMPbd i NTPbd) oraz domenę LID. Analizując podobieństwo sekwencji aminokwasowej u człowieka, zidentyfikowano aż dziewięć izoenzymów AK, charakteryzujących się różną lokalizacją narządowo-tkankową i subkomórkową. Spośród tych kinaz tylko dwie: AK1 i AK2, spełniają kryterium strukturalne i funkcjonalne, wykazując najwyższe powinowactwo do nukleotydów adeninowych i wykorzystując tylko AMP lub dAMP w roli akceptora reszty fosforanowej. Poszczególne izoenzymy AK biorą udział w utrzymaniu homeostazy nukleotydowej, monitorują zaburzenia ładunku energetycznego komórki, dostarczają wysokoenergetycznych substratów niezbędnych do regulowania funkcji kanałów i transporterów oraz zewnątrzkomórkowvch ligandów receptorów nukleotydowych P2 w dużych, regulacyjno-transportowych kompleksach białkowych. W stanach patologicznych organizmu mogą przejmować funkcje innych kinaz, zastępując np. kinazę kreatynową w niedotlenionym mięśniu sercowym. Ukierunkowana mutageneza oraz badania genetyczne chorób, takich jak aleukocytoza, niedokrwistość hemolityczna, pierwotna dyskineza rzęsek (PCD), pozwoliły na powiązanie obecności i aktywności AK z etiologią tych chorób. Wykazano również udział AK w regulacji różnicowania i dojrzewaniu komórek, a także w apoptozie i onkogenezie. Szeroki zakres procesów, w które są zaangażowane kinazy adenylanowe oraz skorelowanie ich z rozwojem chorób, zachęca do podjęcia dalszych badań nad AK i przemawia za medycznym aspektem wykorzystania kinazy adenylanowej w diagnostyce i terapii niektórych schorzeń. Praca systematyzuje obecny stan wiedzy dotyczący budowy, właściwości i funkcji ludzkiej kinazy adenylanowej.