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激酶

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激酶,一种将磷酸基团(PO 4 3-)添加到其他分子的酶。存在大量激酶-人类基因组包含至少500个激酶编码基因。这些酶的磷酸基团添加(磷酸化)靶标包括蛋白质,脂质和核酸。

对于蛋白质靶标,激酶可以使氨基酸丝氨酸,苏氨酸和酪氨酸磷酸化。由于激酶和磷酸酶的拮抗作用(相反),蛋白质的可逆磷酸化作用是细胞信号传导的重要组成部分,因为目标蛋白质的磷酸化和非磷酸化状态可能具有不同的活性水平。埃德温·格哈德·克雷布斯(Edwin Gerhard Krebs)和埃德蒙·费舍尔(Edmond H. Fischer)在建立这一范例方面的工作于1992年获得了诺贝尔生理学或医学奖。

激酶使脂质分子磷酸化对于控制细胞膜的分子组成非常重要,这有助于确定不同膜的物理和化学性质。肌醇是一种结构与碳水化合物相似的化合物,可被激酶磷酸化,从而形成多种磷酸肌醇和磷酸肌醇脂质。这些分子然后充当第二信使,以在整个细胞中传播信号信息。

核苷酸是RNA(核糖核酸)和DNA(脱氧核糖核酸)的基本单元,包含连接至核苷的磷酸分子,由核糖部分和嘌呤或嘧啶碱基组成的化合物。在RNA和DNA的聚合物中,主链由重复的磷酸核糖单元组成。激酶将磷酸酯连接至核苷,形成核苷酸单磷酸酯。例如,当细胞转换成从回收的嘌呤而不是从新的起始原料合成核苷酸时,一种称为核苷磷酸化酶的酶就发挥了这一作用。编码核苷磷酸化酶的基因突变会导致严重的免疫缺陷。

饮食糖的代谢(糖酵解)涉及通过不同激酶进行磷酸化的几个不同步骤。这些磷酸基团最终用于形成称为ATP(三磷酸腺苷)的高能化合物。

激酶抑制剂可能是需要抑制过度活跃过程的人类疾病的重要治疗方法。例如,人类白血病的一种形式,即CML(慢性粒细胞性白血病),是由Abelson酪氨酸激酶的过度活性引起的。伊马替尼(Gleevec)是一种化学物质,可与该激酶的活性位点结合,从而阻止该酶磷酸化靶标的能力。伊马替尼可用于CML的初始治疗。但是,在许多情况下,激酶会发生突变,从而使药物无效。