Co je to cyklin-dependentní kináza?
Cyklin-dependentní kináza, neboli CDK, je typ enzymatického proteinu, který sídlí v eukaryotických buňkách a hraje klíčovou roli v buněčném metabolismu a obnově, což je řada biologických procesů společně označovaných jako buněčný cyklus. Několik proteinových kináz je také klasifikováno jako geny, které tvoří asi 2 procenta všech lidských genů. Mechanismus aktivity kinázy závislé na cyklinech je založen na fosforylaci nebo procesu přispívání fosfátových skupin k substrátovým proteinům. Aby však byl protein modifikován fosforylací, musí tvořit komplex s jiným druhem proteinu známým jako cyklin. To je důvod, proč se tento konkrétní specializovaný protein nazývá cyklin-dependentní kináza.
Kromě regulace buněčné funkce, další významná aktivita spojená s cyklin-dependentní kinázou poskytuje cestu pro přenos signálu. Jinými slovy, buňky jsou schopny spolu komunikovat tím, že získají cyklin-dependentní kinázové enzymy, které slouží jako chemické posly. Zatímco tento proces může být fascinující pro biologické nadšence, je primárně zajímavý pro lékařskou komunitu kvůli jeho implikaci ve vývoji nemoci. Ve skutečnosti je narušená signální transdukce považována z velké části za vznik mnoha chorob, včetně srdečních chorob, cukrovky, rakoviny a mnoha autoimunitních poruch.
Jednou z nejslibnějších aplikací, pokud jde o léčbu takových chorob, je možnost zachycení cyklin-dependentní kinázové aktivity v buňkách. Ve skutečnosti bylo ukázáno, že několik léčiv určených k zacílení a inhibici cyklin-dependentní kinázy podporuje apoptózu nebo buněčnou smrt. Tento výsledek je zvláště významný, pokud jde o boj proti růstu nádoru a šíření rakoviny. Navíc se zdá, že tato léčiva ovlivňují neutrofilní granulocyty, které přispívají k rozvoji chronických zánětlivých stavů, jako je artritida. Protože však tato léčiva mohou také ovlivnit dráhu zprostředkovanou kinázou závislou na cyklinech a vést k nežádoucím vedlejším účinkům, je zapotřebí dalšího výzkumu, aby bylo zajištěno, že jsou cíleny pouze receptorové buňky.
Existují také různé druhy kinázových proteinů závislých na cyklinech, které mohou být cíleny, aby pomohly zabránit řadě reakcí. Například inhibice cyklin-dependentní kinázy 2 může pomoci zabránit ztrátě vlasů, která se často vyskytuje při léčbě chemoterapií, zatímco manipulace s kinázou 4 závislou na cyklinech může mít vliv na regulaci Rb, proteinu spojeného s potlačením nádoru.
Proteinové kinázy také pracují odlišně na buněčné regulaci. Zatímco každý typ iniciuje fosforylaci vypůjčením fosfátové skupiny z adenosin-5-trifosfátu (ATP), musí být také schopen připojit fosfáty k dostupné hydroxylové skupině patřící k jedné ze tří aminokyselin. Většina kináz to dosahuje výběrem aminokyselin serin a threonin, zatímco jiné vyhledávají tyrosin. Existuje však několik, které jsou kompatibilní se všemi třemi.