KINASES: विशेषताओं, प्रकार, कार्य - जीवविज्ञान - 2025

काइनेज या kinases कि (PO4-3) अणुओं के विभिन्न प्रकार के लिए फॉस्फेट समूहों के हस्तांतरण को उत्प्रेरित करने के लिए जिम्मेदार हैं एंजाइमी गतिविधि के साथ प्रोटीन होते हैं। वे प्रकृति में बेहद सामान्य एंजाइम हैं, जहां वे जीवित जीवों के लिए पारलौकिक कार्य करते हैं: वे चयापचय में, संकेतन में और सेलुलर संचार में भी भाग लेते हैं।

बड़ी संख्या में प्रक्रियाओं के लिए धन्यवाद, जिसमें वे कई कार्यों को पूरा करते हैं, कैनेसेस न केवल जैव रासायनिक स्तर पर, बल्कि संरचनात्मक, आनुवंशिक और सेलुलर स्तर पर भी प्रोटीन के सबसे अधिक अध्ययन प्रकारों में से एक है।

एंजाइम के संरचना के डोमेन Pyruvate kinase (PYK) एक ग्लाइकोलाईटिक एंजाइम (स्रोत: थॉमस Splettstoesser (www.scistyle.com) विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

यह निर्धारित किया गया है कि मानव जीनोम में कम से कम 500 जीन होते हैं जो किनेसेस के समूह से संबंधित एंजाइमों के लिए कोड होते हैं, जिनके फॉस्फेट समूहों के लिए "स्वीकर्ता" सब्सट्रेट कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, न्यूक्लियोसाइड, प्रोटीन और अन्य प्रकार के कार्बनिक अणु हो सकते हैं।

इन एंजाइमों को फॉस्फोट्रांसफेरस (ईसी 2.7) के समूह में वर्गीकृत किया जाता है, और आमतौर पर फॉस्फेट समूहों के "दाता" अणुओं को एटीपी, जीटीपी, सीटीपी और अन्य संबंधित उच्च ऊर्जा वाले यौगिकों के रूप में उपयोग किया जाता है।

विशेषताएँ

"किनेज" शब्द, जैसा कि टिप्पणी की गई है, आमतौर पर उन सभी एंजाइमों को संदर्भित करता है जो एटीपी के टर्मिनल फॉस्फेट समूह को दूसरे रिसेप्टर या फॉस्फेट समूह के "स्वीकर्ता" अणु के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार होते हैं।

इस तथ्य के बावजूद कि ये एंजाइम अनिवार्य रूप से एक ही फॉस्फोरिल समूह हस्तांतरण प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करते हैं, उनके बीच न केवल संरचना के संदर्भ में, बल्कि सब्सट्रेट और सेलुलर पथों की विशिष्टता में भी वे भाग लेते हैं, जिसमें महान विविधता है।

आम तौर पर, इसकी संरचना β-folded शीट्स और α- हेलिकेस से बनी होती है जिन्हें विशेष रूप से सक्रिय साइट बनाने के लिए फोल्ड किया जाता है, और कहा जाता है कि सक्रिय साइट में आमतौर पर सकारात्मक रूप से चार्ज होने वाले आयन (उद्धरण) होते हैं जो फॉस्फेट समूहों के हस्तांतरण के नकारात्मक आरोपों को स्थिर करते हैं।

सक्रिय साइट पर या उसके पास सब्सट्रेट के लिए दो बाध्यकारी साइटें होती हैं: एटीपी के लिए एक या फॉस्फेट समूह दाता अणु और सब्सट्रेट के लिए एक फॉस्फोराइलेटेड होना चाहिए।

इन एंजाइमों (फॉस्फोराइलेशन) की सामान्य प्रतिक्रिया निम्नानुसार देखी जा सकती है:

एटीपी + सबस्ट्रेट → एडीपी + फॉस्फोराइलेटेड सब्सट्रेट

जहां एटीपी फॉस्फेट समूह को दान करता है कि सब्सट्रेट लाभ।

प्रकार

इंटरनेशनल यूनियन ऑफ बायोकैमिस्ट्री एंड मॉलिक्यूलर बायोलॉजी (NC-IUBMB) की नामकरण समिति के वर्गीकरण के अनुसार, कीनेफ फॉस्फोट्रांसफेरस (EC। 2.7, एंजाइमों के फॉस्फोरस युक्त समूह) के समूह में पाए जाते हैं, जो उप-विभाजित है,। बदले में, लगभग 14 वर्गों (ईसी 2.7.1 - ईसी 2.7.14) में।

फॉस्फोट्रांसफेरस के इन 14 वर्गों के बीच मूलभूत अंतर फॉस्फेट समूह के "स्वीकर्ता" अणु की रासायनिक प्रकृति से संबंधित हैं जो वे स्थानांतरित करते हैं (या फॉस्फेट समूह को प्राप्त अणु के हिस्से की प्रकृति)।

इस श्रेणी के भीतर (फॉस्फोट्रांसफेरेज एंजाइम) भी कुछ एंजाइम होते हैं जो फॉस्फेट समूहों को स्थानांतरित करते हैं लेकिन एटीपी अणुओं को "दाता" के रूप में उपयोग नहीं करते हैं, बल्कि अकार्बनिक फॉस्फेट का उपयोग करते हैं।

मोटे तौर पर, इन वर्गों का वर्णन इस प्रकार है:

EC 2.7.1: फॉस्फोट्रांसफेरेज एंजाइमों में फॉस्फेट समूह स्वीकर्ता के रूप में अल्कोहल होता है

यह कई जीवों के ऊर्जा चयापचय के लिए सबसे महत्वपूर्ण समूहों में से एक है, क्योंकि इसमें कार्बोहाइड्रेट और उनके डेरिवेटिव, जैसे ग्लूकोज, गैलेक्टोज, फ्रुक्टोज, मैनोज, ग्लूकोमाइन, राइबोज और राइबुलस, जाइलोज, ग्लिसरॉल, जैसे फॉस्फोराइलेशन के लिए जिम्मेदार एंजाइम होते हैं। pyruvate, mevalonate, arabinose, inositol, कई अन्य।

इन सामान्य एंजाइमों के उदाहरण हैं हेक्सोकिनेस, ग्लूकोकाइनेज, फॉस्फोफ्रक्टोकिनेज और पाइरूवेट किनेज, जो सीधे ग्लाइकोलाइटिक मार्ग में शामिल होते हैं जो एटीपी के रूप में ऊर्जा के उत्पादन के लिए ग्लूकोज के ऑक्सीकरण के लिए जिम्मेदार है।

EC 2.7.2: फॉस्फोट्रांसफेरेज एंजाइमों में फॉस्फेट समूह के स्वीकर्ता के रूप में कार्बोक्सिल समूह होता है

किनेज या फॉस्फोट्रांसफेरेज एंजाइमों के इस वर्ग के भीतर ऐसे एंजाइम होते हैं जो फॉस्फेट समूहों को कार्बोक्सिल समूहों जैसे कि एसीटेट, कार्बामेट, एस्पार्टेट, फॉस्फोग्लाइसेर के साथ अणुओं के कुछ हिस्सों में स्थानांतरित करते हैं।

EC 2.7.3:

मेटाबॉलिक रूप से, एंजाइमों के इस समूह का भी बहुत महत्व है, क्योंकि वे फॉस्फेट समूहों के अणुओं को क्रिएटिनिन, आर्जिनिन, ग्लूटामाइन, गुआनिडाइन-एसीटेट आदि जैसे अणुओं के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार हैं।

EC 2.7.4: फॉस्फोट्रांसफेरेज एंजाइम जिसमें फॉस्फेट समूह के स्वीकर्ता के रूप में एक और फॉस्फेट समूह होता है

इस समूह के एंजाइमों का एक बड़ा हिस्सा एटीपी, जीटीपी, सीटीपी और अन्य जैसे उच्च-ऊर्जा यौगिकों के गठन या हाइड्रोलिसिस के नियमन में है, क्योंकि वे इन प्रकार के अणुओं के बीच फॉस्फेट समूहों को जोड़ने, हटाने या विनिमय के लिए जिम्मेदार हैं। या इसके अग्रदूत।

वे फॉस्फेट समूहों को अन्य पूर्व फॉस्फोराइलेटेड अणुओं के हस्तांतरण में भी भाग लेते हैं, जो प्रकृति, कार्बोहाइड्रेट या डेरिवेटिव में लिपिड हो सकते हैं।

इन महत्वपूर्ण एंजाइमों के उदाहरण हैं, एडिनाइलेट काइनेज, न्यूक्लियोसाइड फॉस्फेट काइनेज, न्यूक्लियोसाइड ट्रायफॉस्फेट एडिनाइलेट कीनेज, यूएमपी / सीएमपी किनेज और फार्न्सिल फॉस्फेट किनेज, आदि।

ईसी 2.7.6: डिपोस्फोटोट्रांसफेरेज एंजाइम

डीफॉस्फोट्रांसफ़ेरिज़ एक ही सब्सट्रेट में एक साथ दो फॉस्फेट समूहों के हस्तांतरण को उत्प्रेरित करते हैं। इन एंजाइमों के उदाहरण हैं राइबोज फॉस्फेट डिपॉस्फोकाइनेज, थायमिन डाइफॉस्फोनिक्स, और जीटीपी डीफॉस्फोकोनेज, जो प्यूरीन के चयापचय में एक महत्वपूर्ण एंजाइम है।

EC 2.7.7: न्यूक्लियोटाइड-विशिष्ट फॉस्फोट्रांसफेरेज़ (न्यूक्लियोटिडिल फ़ॉस्फ़ोट्रांसफ़ेरस) एंजाइम

न्यूक्लियोटिडिल फ़ॉस्फ़ोट्रांसफ़ेरस अन्य प्रोटीन और एंजाइमों की सक्रियता और निष्क्रियता में शामिल कई सेलुलर प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं, साथ ही साथ कुछ डीएनए मरम्मत तंत्र में भी।

इसका कार्य न्यूक्लियोटाइड्स को स्थानांतरित करना है, आम तौर पर विभिन्न नाइट्रोजनस आधारों के मोनोफॉस्फेट न्यूक्लियोटाइड्स। एंजाइमों के इस वर्ग में डीएनए और आरएनए पोलीमरेज़ (डीएनए और आरएनए पर निर्भर दोनों), यूडीपी-ग्लूकोज 1-फॉस्फेट यूरिडाइलट्रांसफेरेज़, अन्य हैं।

EC 2.7.8: प्रतिस्थापन के साथ फॉस्फेट समूहों को स्थानांतरित करने वाले एंजाइम

इस वर्ग के लिपिड चयापचय पथ में महत्वपूर्ण कार्य हैं, विशेष रूप से उनके संश्लेषण। वे फॉस्फोराइलेटेड अणुओं (प्रतिस्थापन के साथ फॉस्फेट समूहों) को अन्य "स्वीकर्ता" अणुओं के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार हैं।

एंजाइमों के इस समूह के उदाहरण इथेनॉलमाइन फॉस्फोट्रांसफेरेज़, डायसाइलग्लिसरॉल कोलीन फ़ॉस्फ़ोट्रांसफ़ेरस, स्फिंगोमाइलिन सिंथेज़, आदि हैं।

ईसी 2.7.9: युग्मित रिसेप्टर्स के साथ फॉस्फोट्रांसफेरेज एंजाइम

ये एंजाइम दो अलग-अलग स्वीकर्ता अणुओं को फॉस्फोराइलेट करने के लिए एक एकल फॉस्फेट समूह दाता (एटीपी या संबंधित) का उपयोग करते हैं। इन एंजाइमों के उदाहरण पाइरूवेट फॉस्फेट डाइकनेज (PPDK) और फॉस्फोग्लाइकेन पानी डिकिनज हैं।

फास्फोट्रांसफेरस जो विभिन्न प्रकार के प्रोटीनों के अमीनो एसिड अवशेषों को फास्फारिलेट करता है

ईसी 2.7.10: प्रोटीन टाइरोसिन किनसेस

प्रोटीन-टायरोसिन किनेज एंजाइम होते हैं जो विशेष रूप से विभिन्न प्रकार के प्रोटीन स्वीकारकर्ताओं के पॉलीपेप्टाइड जंजीरों में टाइरोसिन अवशेषों को फॉस्फेट समूहों के हस्तांतरण को उत्प्रेरित करते हैं।

ईसी 2.7.11: प्रोटीन-सेरीन / थ्रेओनीन कैनेसेस

जैसा कि प्रोटीन टायरोसिन किनेस करते हैं, एंजाइमों का यह समूह फॉस्फेट समूहों को अन्य प्रोटीनों में सेरीन या थ्रेओनीन अवशेषों के हस्तांतरण के लिए उत्प्रेरित करता है।

इन प्रोटीनों का एक ज्ञात उदाहरण प्रोटीन कीनेस सी का परिवार है, जो कई मार्गों में भाग लेते हैं, लेकिन विशेष रूप से लिपिड चयापचय में।

इसके अलावा इस समूह में शामिल कई चक्रीय एएमपी और चक्रीय जीएमपी-निर्भर प्रोटीन किनेसेस हैं, जो सेल भेदभाव, विकास और संचार के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ हैं।

EC 2.7.12: किनासेस दोहरे विशिष्ट हैं (वे सेरिन / थ्रेओनीन और टाइरोसिन अवशेषों पर कार्य कर सकते हैं)

माइटोजेन-एक्टिवेटेड प्रोटीन किनेसेस किनैप्स (MAPKK) एंजाइमों के इस समूह का हिस्सा है जो अन्य प्रोटीन पिनाईटेस के सेरेंजिन, थ्रेओनीन या टायरोसिन अवशेषों को परस्पर विनिमय करने में सक्षम हैं।

प्रोटीन-हिस्टडीन केनायस (ईसी 2.7.13) और प्रोटीन-आर्जिन केनेसेस (ईसी 2.7.14)

कुछ अन्य प्रकार के प्रोटीनों में हिस्टिडीन और आर्जिनिन अवशेषों में फॉस्फेट समूहों को स्थानांतरित करने में सक्षम अन्य प्रोटीन किनेज़ होते हैं और ये प्रोटीन-हिस्टिडाइन किनेज और प्रोटीन-आर्गिनिन केनेज होते हैं।

वर्गीकरण के अन्य रूप

अलग-अलग लेखकों के अनुसार, किनेट्स को फॉस्फेट समूह स्वीकर्ता के रूप में उपयोग किए जाने वाले सब्सट्रेट के प्रकार के अनुसार बेहतर वर्गीकृत किया जा सकता है।

दूसरों का मानना ​​है कि इन एंजाइमों को वर्गीकृत करने का सबसे अच्छा तरीका उनकी सक्रिय साइट की संरचना और विशेषताओं के अनुसार है, अर्थात्, इसमें आयनों या कुछ अणुओं की रचना और उपस्थिति के अनुसार।

सब्सट्रेट के प्रकार के आधार पर, कैनेसेस को प्रोटीन कैनेसेस (जो अन्य प्रोटीन फॉस्फोराइलेट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है), लिपिड कैनेसेस (जो फ़ॉस्फ़ोरीलेट लिपिड्स), कार्बोहाइड्रेट किन्नज़ (जो फ़ॉस्फ़ॉर्बेट अलग-अलग प्रकार के कार्बोहाइड्रेट), न्यूक्लियोसाइड फ़ॉस्फ़ोरलाइज़ (जो फ़ॉस्फ़ोरलाईट न्यूक्लियाइडाइड्स) के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

विशेषताएं

किनेसे समूह एंजाइम प्रकृति में सर्वव्यापी हैं और एक एकल कोशिका सैकड़ों प्रकार के विभिन्न प्रकारों की मेजबानी कर सकती है, कई सेलुलर मार्गों पर प्रतिक्रियात्मक प्रतिक्रियाएं।

इसके कार्य बहुत विविध हो सकते हैं:

-वे कई कोशिकीय संकेतन और संचार प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं, विशेष रूप से प्रोटीन किनेसेस, जो आंतरिक और बाहरी उत्तेजनाओं के जवाब में अन्य प्रोटीन किनेसिस (फॉस्फोराइलेशन कैस्केड्स) के लगातार फॉस्फोराइलेशन को उत्प्रेरित करते हैं।

-अनुकूलित गतिविधि वाले इन प्रोटीनों में कार्बोहाइड्रेट, लिपिड, न्यूक्लियोटाइड्स, विटामिन, कोफ़ेक्टर्स और अमीनो एसिड के चयापचय में केंद्रीय कार्य होते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लाइकोलिसिस में और कुछ नहीं, कम से कम 4 किनेसेस शामिल हैं: हेक्सोकिनेस, फॉस्फोफ्रोस्टोकिन्स, फॉस्फोग्लाइसेरेट कीनेज और पाइरूवेट कीनेज।

-संकेतन कार्यों के अलावा, किनेसेस जीन अभिव्यक्ति के विनियमन की प्रक्रियाओं में शामिल होते हैं, मांसपेशियों के संकुचन में और विभिन्न प्रकार के जीवित जीवों में एंटीबायोटिक दवाओं के प्रतिरोध में।

-प्रोटीन-टायरोसिन कीनेस में कई सिग्नल ट्रांसकशन पथों के नियमन में कार्य होते हैं जो कि बहुकोशिकीय मेटाज़ोन्स में विकास और संचार से संबंधित हैं।

-फॉस्फोरिलेशन द्वारा प्रोटीन का संशोधन (सेल सिग्नलिंग के अलावा अन्य सेलुलर संदर्भों में) बड़ी संख्या में एंजाइमों की गतिविधि को विनियमित करने में एक महत्वपूर्ण तत्व है जो विभिन्न चयापचय प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं। कई किनेज-निर्भर साइक्लिन प्रोटीन द्वारा सेल चक्र विनियमन का उदाहरण है।

-फॉस्फोराइलेटिंग लिपिड के लिए सक्षम किन्नर कोशिका झिल्ली की रीमॉडेलिंग प्रक्रियाओं के साथ-साथ नए झिल्ली के संश्लेषण और गठन के लिए आवश्यक हैं।

संदर्भ

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