Vad är Cyclin-beroende Kinase?
Cyklinberoende kinas, eller CDK, är en typ av enzymatiskt protein som finns i eukaryota celler och spelar en nyckelroll i cellulär metabolism och förnyelse, en serie biologiska processer som gemensamt kallas cellcykeln. Flera proteinkinaser klassificeras också som gener, vilket utgör cirka 2 procent av alla mänskliga gener. Mekanismen för cyklinberoende kinasaktivitet är baserad på fosforylering eller processen att bidra med fosfatgrupper till substratproteiner. För att ett protein ska modifieras genom fosforylering måste det emellertid bilda ett komplex med en annan typ av protein som kallas cyklin. Det är därför detta speciella specialiserade protein kallas cyklinberoende kinas.
Bortsett från att reglera cellfunktionen tillhandahåller den andra signifikanta aktiviteten som är associerad med cyklinberoende kinas vägen för signaltransduktion. Med andra ord kan celler kommunicera med varandra genom att anlita cyklinberoende kinasenzymer för att tjäna som kemiska budbärare. Även om denna process kan vara fascinerande för biologientusiaster, är den av det primära intresset för det medicinska samfundet på grund av dess implikationer i utvecklingen av sjukdomar. I själva verket anses nedsatt signaltransduktion till stor del vara ansvarig för uppkomsten av många sjukdomar, inklusive hjärtsjukdomar, diabetes, cancer och många autoimmunsjukdomar.
En av de mest lovande tillämpningarna beträffande behandlingen av sådana sjukdomar är möjligheten att avlyssna cyklinberoende kinasaktivitet i celler. I själva verket har några få mediciner som är utformade för att rikta in och hämma cyklinberoende kinas visat sig främja apoptos eller cellulär död. Detta resultat är särskilt signifikant när det gäller att bekämpa tumörtillväxt och spridning av cancer. Dessutom verkar dessa läkemedel påverka neutrofila granulocyter, som bidrar till utvecklingen av kroniska inflammatoriska tillstånd såsom artrit. Men eftersom dessa läkemedel också kan påverka den cyklinberoende kinasmedierade vägen och leda till oönskade biverkningar, krävs mer forskning för att säkerställa att endast receptorceller riktas in.
Det finns också olika typer av cyklinberoende kinasproteiner som kan vara riktade för att förhindra olika reaktioner. Exempelvis kan hämning av cyklinberoende kinas 2 hjälpa till att avskräcka håravfall som ofta uppstår under behandling med kemoterapi, medan manipulering av cyklinberoende kinas 4 kan påverka regleringen av Rb, ett protein kopplat till tumörundertryckning.
Proteinkinaser fungerar också annorlunda mot cellulär reglering. Medan varje typ initierar fosforylering genom att låna en fosfatgrupp från adenosin-5-trifosfat (ATP), måste den också kunna fästa fosfaterna till en tillgänglig hydroxylgrupp som tillhör en av tre aminosyror. Majoriteten av kinaser åstadkommer detta genom att välja aminosyrorna serin och treonin, medan andra söker tyrosin. Det finns dock några som är kompatibla med alla tre.