II. Ogólna charakterystyka kinazy białkowej
CKI
Kinaza białkowa CKI należy do kinaz seryno-
wo/treoninowych, niezależnych od cyklicznych nu
kleotydów. Obecność CKI wykazano we wszystkich
zbadanych do tej pory organizmach eukariotycz
nych. Enzym ten występuje w komórce w formie
wolnej w cytoplazmie, w formie związanej z błona
mi, a także w jądrze i mitochondriach [5, 6 ]. Kinaza
białkowa CKI izolowana jest zawsze w formie ak
tywnego monomeru o masie cząsteczkowej w grani
cach 25kDa-65kDa. CKI fosforyluje in vitro białka
cytoszkieletu takie jak miozyna, ankyrina, troponi-
na, spektryna; polimerazy RNA I i II; czynniki ini
cjacyjne translacji: eIF4B, eIF4E, eIF5; syntetazy
aminoacylo-tRNA; duży antygen T wirusa SV40; re
ceptor insuliny; podjednostkę regulatorową fosfata
zy I (inhibitor 2); syntazę glikogenu, białko p53,
białka rybosomowe i inne [6-9]. Tylko w nielicznych
przypadkach fosforylacja danego białka została po
twierdzona in vivo i wydaje się być skorelowana z
jego funkcją. Wykazano na przykład, że fosforylacja
fosfatazy I powoduje hamowanie aktywności enzy
mu [10]. Zdolność białka CREM do wiązania się z
DNA jest znacznie większa po fosforylacyjnej mo
dyfikacji przez CKI. Aktywność syntazy glikogenu
jest silnie hamowana po fosforylacji przez kinazę za
leżną od cAMP, a następnie przez CKI [11]. Nato
miast białko p53 po fosforylacyjnej modyfikacji
przez CKI jest aktywowane. Zależność pomiędzy
fosforylacjąbiałka przez CKI a jego funkcjąwykaza-
no również w przypadku dużego antygenu T wirusa
SV40. Fosforylacja tego białka powoduje zahamo
wanie inicjacji replikacji wirusowego DNA [12, 13].
III. Kinaza białkowa CKI — „gracz
zespołowy”
Badania biochemiczne nad kinazą CKI, jak wcze
śniej wspomniano, trwają już od kilkudziesięciu lat.
Niejednokrotnie doniesienia z poszczególnych labo
ratoriów odnośnie właściwości tego enzymu bywały
różne. Dotyczyło to między innymi masy cząstecz
kowej CKI, lokalizacji subkomórkowej czy też nie
których właściwości biochemicznych enzymu. Do
piero na początku lat dziewięćdziesiątych w literatu
rze zaczęły pojawiać się wyniki badań genetycz
nych, wskazujące na obecność wielu form CKI kodo
wanych przez niezależne geny.
U ssaków wykazano obecność 7 genów ko
dujących różne formy CKI. W drożdżach
pączkujących Saccharom yces cerevisiae istnieją 4
geny, natomiast u drożdży rozszczepkowych Schizo-
saccharomyces pom be wykazano obecność 5 genów
kodujących różne formy tego enzymu. Poszczególne
formy CKI, zarówno u ssaków jak i u drożdży mają
różną wielkość, różną lokalizację subkomórkową
oraz pełnią różne funkcje w komórce. Przedstawione
poniżej tabele są próbą uporządkowania obecnego
stanu wiedzy odnośnie występowania kinazy białko
wej CKI u ssaków (Tabela 1) oraz drożdży (Tabe
la 2). Można przypuszczać, że badania najbliższych
lat przyniosą odpowiedzi na wiele pytań odnośnie
występowania i funkcji CKI w komórkach eukario
tycznych.
Mnogość form kinazy białkowej CKI potęguje
fakt, że w wyniku alternatywnego składania genów
mogą powstawać dodatkowe warianty CKI. Tak jest
w przypadku CKIa, której liczba wariantów sięga
ośmiu i CKIy3, występującej w dwóch alternatyw
nych formach [8 ]. Zwiększa to do 16 ilość form kina
zy białkowej CKI u ssaków.
Wszystkie poznane formy kinazy CKI posiadają
koniec aminowy składający się z 9-76 aminokwa
sów, ściśle zachowany obszar katalityczny zawie
rający około 300 aminokwasów oraz koniec karbo
ksylowy, którego długość jest różna w poszczegól
nych enzymach i waha się w granicach od 24 do 200
aminokwasów. Niektóre formy CKI u drożdży
(Ycklp, Yck2p, Yck3p, Ckil, Cki2) w końcu kar
boksylowym posiadają miejsce ulegające prenylacji.
Modyfikacja ta umożliwia przyłączenie tych enzy
mów do błony komórkowej. W przeciwieństwie do
drożdży, żadna z CKI znaleziona u ssaków nie ulega
prenylacji [8 , 32],
Wszystkie formy kinazy białkowej CKI w swoich
domenach katalitycznych wykazują bardzo wysoki
stopień identyczności. Zawsze wynosi on powyżej
50% podczas gdy w stosunku do innych kinaz nie
przekracza 20%. Rycina 1 przedstawia filogenetycz
ne pokrewieństwo poszczególnych form kinazy
białkowej CKI.
Kinaza białkowa CKI z powodu występowania w
wielu formach określana jest w literaturze jako
„gracz zespołowy”. Spotyka się również stwierdze
nie, że komórki eukariotyczne posiadają nadmiar ge
nów kodujących CKI. Istotnie, spośród mnogości
form CKI można wyróżnić enzymy mające tę samą
lokalizację subkomórkową oraz pełniące podobne
funkcje w komórce. Wykazano, że u S. cerevisiae
HRR25 i YCK3 tworzą niezbędną dla przeżywalności
komórki parę genów, których produkty białkowe zlo
kalizowane są w jądrze komórkowym i biorą udział
w procesach naprawy DNA. Delecja każdego z tych
genów powoduje jedynie zmiany fenotypowe, pod
POSTĘPY BIOCHEMII 46(2), 2000
141
Comments to this Manuals