Mis on tsükliinsõltuv kinaas?

Tsükliinist sõltuv kinaas ehk CDK on teatud tüüpi ensümaatiline valk, mis paikneb eukarüootsetes rakkudes ja mängib võtmerolli rakkude metabolismis ja uuenemises, mitmetes bioloogilistes protsessides, mida ühiselt nimetatakse rakutsükliks. Geenidena klassifitseeritakse ka mitmed proteiinkinaasid, mis moodustavad ligikaudu 2 protsenti kõigist inimese geenidest. CDK aktiivsuse mehhanism põhineb fosforüülimisel ehk fosfaatrühmade lisamise protsessil substraadi valkudesse. Kuid selleks, et valku saaks fosforüülimise teel modifitseerida, peab see moodustama kompleksi teist tüüpi valguga, mida nimetatakse tsükliiniks. Seetõttu nimetatakse seda spetsiifilist valku tsükliinist sõltuvaks kinaasiks.

Lisaks rakufunktsiooni reguleerimisele on tsükliinist sõltuva kinaasiga seotud teine ​​​​oluline tegevus signaaliülekande raja loomine. Teisisõnu, rakud on võimelised üksteisega suhtlema, kaasates CDK ensüüme keemiliste sõnumitoojatena. Kuigi see protsess võib bioloogiahuvilistele olla põnev, pakub see meditsiinilise kogukonna jaoks esmatähtsat huvi, kuna see mõjutab haiguste arengut. Tegelikult peetakse signaaliülekande häireid suurel määral vastutavaks paljude haiguste, sealhulgas südamehaiguste, diabeedi, vähi ja paljude autoimmuunhaiguste tekkes.

Üks paljutõotavamaid rakendusi selliste haiguste ravis on tsükliinist sõltuva kinaasi aktiivsuse peatamine rakkudes. Tegelikult on näidatud, et mõned CDK sihtmärgiks ja inhibeerimiseks mõeldud ravimid soodustavad apoptoosi või rakusurma. See tulemus on eriti oluline kasvaja kasvu ja vähi leviku tõkestamisel. Lisaks näivad need ravimid mõjutavat neutrofiilide granulotsüüte, mis aitavad kaasa krooniliste põletikuliste seisundite, näiteks artriidi, arengule. Kuid kuna need ravimid võivad mõjutada ka tsükliinist sõltuvat kinaasi vahendatud rada ja põhjustada soovimatuid kõrvaltoimeid, on vaja rohkem uurida, et tagada ainult retseptorrakud.

Samuti on erinevat tüüpi CDK valke, mis võivad olla suunatud mitmesuguste reaktsioonide ärahoidmiseks. Näiteks võib tsükliinist sõltuva kinaasi 2 inhibeerimine aidata ära hoida juuste väljalangemist, mis sageli esineb keemiaravi ajal, samas kui tsükliinist sõltuva kinaasi 4 manipuleerimine võib mõjutada kasvaja supressiooniga seotud valgu Rb regulatsiooni.

Proteiini kinaasid toimivad ka raku reguleerimisel erinevalt. Kuigi iga tüüp algatab fosforüülimise, laenates adenosiin-5-trifosfaadist (ATP) fosfaatrühma, peab see olema ka võimeline siduma fosfaate saadaoleva hüdroksüülrühmaga, mis kuulub ühte kolmest aminohappest. Enamik kinaase saavutab selle, valides aminohapped seriini ja treoniini, samas kui teised otsivad türosiini. Siiski on mõned, mis ühilduvad kõigi kolmega.