Arginina quinasa

Clase de enzimas

En enzimología , la arginina quinasa ( EC 2.7.3.3) es una enzima que cataliza la reacción química

ATP + L-arginina ADP + N ^ω -fosfo-L-arginina ${\displaystyle \rightleftharpoons }$

Así, los dos sustratos de esta enzima son el ATP y la L-arginina , mientras que sus dos productos son el ADP y la Nω-fosfo-L-arginina. A diferencia del enlace fosfoéster, formado durante la fosforilación de residuos de serina, treonina o tirosina, el fosforamidato (enlace PN) en la fosfo-arginina es inestable a pH bajo (<8), lo que dificulta su detección con los protocolos tradicionales de espectrometría de masas. ^[1]

La arginina quinasa pertenece a la familia de las transferasas , concretamente a las que transfieren grupos que contienen fósforo ( fosfotransferasas ) con un grupo nitrogenado como aceptor. Esta enzima participa en el metabolismo de la arginina y la prolina .

Nomenclatura

El nombre sistemático de esta clase de enzimas es

• ATP:L-arginina N ^ω -fosfotransferasa

Otros nombres de uso común incluyen

• arginina fosfoquinasa,
• adenosina 5'-trifosfato: L-arginina fosfotransferasa,
• adenosina 5'-trifosfato-arginina fosfotransferasa,
• ATP:L-arginina N-fosfotransferasael ATP:L-arginina, y
• ω-N-fosfotransferasa.

Función

En bacterias Gram-positivas, como Bacillus subtilis , la arginina quinasa McsB fosforila los residuos de arginina en proteínas plegadas o agregadas incorrectamente para dirigirlas a la degradación por la proteasa bacteriana ClpC-ClpP (ClpCP). La modificación de fosfo-arginina (pArg) es reconocida por el dominio N-terminal de ClpC, la subunidad de desdoblamiento de proteínas de la proteasa ClpCP. Después del reconocimiento, la proteína objetivo es degradada por la subunidad ClpP que tiene actividad de proteasa. Dado que la fosforilación revierte la carga de la arginina, la modificación pArg tiene un efecto de desdoblamiento en la proteína objetivo, facilitando su degradación proteolítica. La fosforilación de arginina es una modificación postraduccional dinámica, que también puede ser revertida por fosfatasas específicas de pArg, como la YwlE bacteriana. El mecanismo pArg-ClpCP para la degradación de proteínas en bacterias es análogo al sistema ubiquitina-proteasoma eucariota . ^[2]

Varios estudios han informado de la presencia de quinasas de arginina en eucariotas. ^{[3] [4]} Un estudio reciente identificó la fosforilación de arginina en 118 proteínas en células Jurkat , que eran principalmente proteínas con actividades de unión a ADN/ARN. ^[5] Sin embargo, la función de la fosforilación de arginina en eucariotas aún se desconoce.

Estudios estructurales

A finales de 2007, se han resuelto 8 estructuras para esta clase de enzimas, con códigos de acceso PDB 1BG0 , 1M15 , 1M80 , 1P50 , 1P52 , 1RL9 , 1SD0 y 2J1Q .

Referencias

1. Elsholz AK, Turgay K, Michalik S, Hessling B, Gronau K, Oertel D, et al. (mayo de 2012). "Impacto global de la fosforilación de la proteína arginina en la fisiología de Bacillus subtilis". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 109 (19): 7451–7456. Bibcode :2012PNAS..109.7451E. doi : 10.1073/pnas.1117483109 . PMC  3358850 . PMID  22517742.
2. Trentini DB, Suskiewicz MJ, Heuck A, Kurzbauer R, Deszcz L, Mechtler K, Clausen T (noviembre de 2016). "La fosforilación de arginina marca las proteínas para su degradación por una proteasa Clp". Nature . 539 (7627): 48–53. Bibcode :2016Natur.539...48T. doi :10.1038/nature20122. PMC 6640040 . PMID  27749819. 
3. Levy-Favatier F, Delpech M, Kruh J (agosto de 1987). "Caracterización de una proteína quinasa específica de arginina fuertemente unida al ADN de hígado de rata". Revista Europea de Bioquímica . 166 (3): 617–621. doi : 10.1111/j.1432-1033.1987.tb13558.x . PMID  3609029.
4. Wakim BT, Aswad GD (enero de 1994). "Fosforilación de arginina en histona 3 dependiente de Ca(2+)-calmodulina por una quinasa nuclear de células de leucemia de ratón". The Journal of Biological Chemistry . 269 (4): 2722–2727. doi : 10.1016/s0021-9258(17)42003-5 . PMID  8300603. S2CID  25969282.
5. Fu S, Fu C, Zhou Q, Lin R, Ouyang H, Wang M, et al. (marzo de 2020). "Fosforilación generalizada de arginina en células humanas: una nueva proteína PTM revelada por espectrometría de masas" (PDF) . Science China Chemistry . 63 (3): 341–346. doi :10.1007/s11426-019-9656-7. S2CID  211217421.

Lectura adicional

• Elodi P, Szorenyi E (1956). "Propiedades de la arginina-fosfoferasa cristalina aislada del músculo de crustáceos". Acta Physiologica Academiae Scientiarum Hungaricae . 9 (4): 367–379. PMID  13339436.
• Morrison JF, Griffiths DE, Ennor AH (enero de 1957). "La purificación y las propiedades de la arginina fosfoquinasa". The Biochemical Journal . 65 (1): 143–153. doi :10.1042/bj0650143. PMC  1199841 . PMID  13403885.
• Urbancsek J, Fancsovits P, Akos M, Tóthné Gilán Z, Hauzman E, Papp Z (enero de 2006). "[Fecundación in vitro en nuestro departamento. Una década de trabajo en cifras y hechos (1994-2003)]". Orvosi Hetilap . 147 (1): 7–14. PMID  16519065.
• Virden R, Watts DC, Baldwin E (marzo de 1965). "Adenosina 5′-trifosfato-arginina fosfotransferasa del músculo de langosta: purificación y propiedades". The Biochemical Journal . 94 (3): 536–544. doi :10.1042/bj0940536. PMC  1206586 . PMID  14340045.