A la inversa, se denomina desfosforilación cuando el sustrato fosforilado dona un grupo fosfato y el ADP gana un grupo fosfato (produciendo un sustrato desfosforilado y la molécula de ATP de alta energía).Estos dos procesos, fosforilación y desfosforilación, ocurren cuatro veces durante la glucólisis.Por lo tanto, las cinasas son críticas en el metabolismo, la señalización celular, la regulación de proteínas, el transporte celular, la secreción y muchas otras vías celulares, lo que las hace muy importantes para el funcionamiento del ser humano y los demás seres vivos.Se necesitan cinasas para estabilizar esta reacción porque el enlace fosfoanhídrido contiene un alto nivel de energía.Alternativamente, algunas cinasas utilizan cofactores metálicos unidos en sus sitios activos para coordinar los grupos fosfato.[7] Las cinasas se utilizan ampliamente para transmitir señales y regular procesos complejos en las células.En 1969, Lester Reed descubrió que la piruvato deshidrogenasa se inactivaba por fosforilación, y este descubrimiento fue la primera pista de que la fosforilación podría servir como un medio de regulación en otras vías metabólicas además del metabolismo del glucógeno.Las cinasas se pueden encontrar en una variedad de especies, desde bacterias hasta moho, gusanos y mamíferos.Varias otras cinasas actúan sobre moléculas pequeñas como lípidos, carbohidratos, aminoácidoss y nucleótidos, ya sea para señalizarlas o para prepararlas para vías metabólicas.Por ejemplo, las proteínas cinasas dependientes de AMP cíclico de tipo I y tipo II tienen subunidades catalíticas idénticas, pero diferentes subunidades reguladoras que se unen al AMP cíclico.[15] Estas cinasas, junto con las fosfatasas, desempeñan un papel importante en la regulación de proteínas y enzimas, así como en la señalización celular.Un punto común de confusión surge al pensar en las diferentes formas en que una célula logra la regulación biológica.Fosforilan otras proteínas en sus residuos de serina o treonina, pero las CDK deben unirse primero a una ciclina para ser activas.MEK activa MAPK (también conocido como ERK), que puede regular la transcripción y la traducción.Sus principales objetivos transcripcionales incluyen ATF-2, Chop, c-Jun, c-Myc, DPC4, Elk-1, Ets1, Max, MEF2C, NFAT4, Sap1a, STATs, Tal, p53, CREB y Myc.MAPK también puede regular la traducción mediante la fosforilación de la cinasa S6 en la subunidad mayor del ribosoma.Está implicado en procesos celulares que pueden conducir a un crecimiento descontrolado y la consiguiente formación de tumores.Las enzimas también pueden ayudar a orientar adecuadamente la molécula de ATP, así como el grupo inositol, para que la reacción avance más rápido.El receptor S1P es un receptor GPCR, por lo que S1P tiene la capacidad de regular la señalización de la proteína G. La señal resultante puede activar efectores intracelulares como ERK, Rho GTPasa, Rac GTPase, PLC y AKT / PI3K.La participación de estas dos cinasas en la supervivencia, proliferación, diferenciación e inflamación celular las convierte en candidatas viables para terapias quimioterapéuticas.Para recolectar energía de los oligosacáridos, primero deben descomponerse en monosacáridos para que puedan ingresar al metabolismo.La hexocinasa es la enzima más común que utiliza la glucosa cuando ingresa por primera vez a la célula.Este es un paso importante en la glucólisis porque atrapa la glucosa dentro de la célula debido a la carga negativa.Si los niveles de citrato son altos, significa que la glucólisis está funcionando a un ritmo óptimo.[28] Las cinasas actúan sobre muchas otras moléculas además de las proteínas, los lípidos y los carbohidratos.[32] La riboflavina cinasa puede ayudar a prevenir un accidente cerebrovascular y posiblemente podría usarse como tratamiento en el futuro.Debido a esto, la actividad de la timidina cinasa está estrechamente relacionada con el ciclo celular y se usa como marcador tumoral en la química clínica.
Reacción general catalizada por cinasas
Descripción general de las vías de transducción de señales. Muchas de las proteínas involucradas son cinasas, incluidas las proteínas cinasas (como
MAPK
y
JAK
) y las lípido cinasas (como
PI3K
).
Una variedad de señales mitogénicas se involucran en la vía MAPK y promueven el crecimiento y la diferenciación celular a través de una cascada de cinasas.
La unión de la insulina a sus receptores permite que la PI3 cinasa se acople a la membrana donde puede fosforilar los lípidos como el PIP2 (fosfatidilinositol bifosfato)
Mecanismo de la fosfatidilinositol-3 cinasa. El ATP y el fosfatidilinositol reaccionan para formar fosfatidilinositol-3-fosfato y ADP, con la ayuda de la base general
B.
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24
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El sitio activo de la riboflavina cinasa unida a sus productos: FMN (a la izquierda) y ADP (a la derecha). Coordenadas de PDB ID: 1N07.
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29
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Mecanismo de la riboflavina cinasa.
Reacción general catalizada por la timidina cinasa.