Wat is Cyclin-afhankelijke Kinase?
Cycline-afhankelijke kinase, of CDK, is een type enzymatisch eiwit dat zich in eukaryotische cellen bevindt en een sleutelrol speelt in cellulair metabolisme en vernieuwing, een reeks biologische processen die gezamenlijk de celcyclus worden genoemd. Verschillende proteïnekinasen worden ook geclassificeerd als genen, die ongeveer 2 procent van alle menselijke genen uitmaken. Het mechanisme van cycline-afhankelijke kinase-activiteit is gebaseerd op fosforylering of het proces van het bijdragen van fosfaatgroepen aan substraat-eiwitten. Om een eiwit te laten modificeren door fosforylering, moet het echter een complex vormen met een ander soort eiwit dat bekend staat als cycline. Dit is de reden waarom dit specifieke gespecialiseerde eiwit cycline-afhankelijk kinase wordt genoemd.
Afgezien van het reguleren van de cellulaire functie, verschaft de andere significante activiteit geassocieerd met cycline-afhankelijke kinase de weg voor signaaltransductie. Met andere woorden, cellen kunnen met elkaar communiceren door cycline-afhankelijke kinase-enzymen in te schakelen om als chemische boodschappers te dienen. Hoewel dit proces fascinerend kan zijn voor biologieliefhebbers, is het van primair belang voor de medische gemeenschap vanwege de betrokkenheid bij de ontwikkeling van ziekten. In feite wordt een verminderde signaaltransductie grotendeels verantwoordelijk geacht voor het ontstaan van vele ziekten, waaronder hartaandoeningen, diabetes, kanker en veel auto-immuunziekten.
Een van de meest veelbelovende toepassingen met betrekking tot de behandeling van dergelijke ziekten is de mogelijkheid om cycline-afhankelijke kinase-activiteit in cellen te onderscheppen. In feite is aangetoond dat een paar medicijnen die zijn ontworpen om cycline-afhankelijke kinase te richten en te remmen apoptose of cellulaire dood bevorderen. Dit resultaat is vooral belangrijk in de strijd tegen tumorgroei en de verspreiding van kanker. Bovendien lijken deze geneesmiddelen neutrofiele granulocyten te beïnvloeden, die bijdragen aan de ontwikkeling van chronische ontstekingsaandoeningen zoals artritis. Omdat deze geneesmiddelen echter ook de cycline-afhankelijke door kinase gemedieerde route kunnen beïnvloeden en tot ongewenste bijwerkingen kunnen leiden, is meer onderzoek nodig om ervoor te zorgen dat alleen op receptorcellen wordt gericht.
Er zijn ook verschillende soorten cycline-afhankelijke kinase-eiwitten waarop kan worden gericht om een verscheidenheid aan reacties te helpen voorkomen. Het remmen van cycline-afhankelijke kinase 2 kan bijvoorbeeld helpen haarverlies te voorkomen dat vaak optreedt tijdens behandeling met chemotherapie, terwijl het manipuleren van cycline-afhankelijke kinase 4 de regulatie van Rb kan beïnvloeden, een eiwit dat gekoppeld is aan tumoronderdrukking.
Eiwitkinasen werken ook anders voor cellulaire regulatie. Hoewel elk type fosforylering initieert door een fosfaatgroep te lenen uit adenosine-5-trifosfaat (ATP), moet het ook in staat zijn de fosfaten te binden aan een beschikbare hydroxylgroep die behoort tot een van de drie aminozuren. De meeste kinasen bereiken dit door de aminozuren serine en threonine te selecteren, terwijl anderen tyrosine zoeken. Er zijn er echter een paar die compatibel zijn met alle drie.