Механизм действия и применение ингибиторов протеинкиназ
• Ингибиторы протеинкиназ применяются для исследования процессов передачи сигнала и как лекарства
• Ингибиторы протеинкиназ обычно блокируют сайт связывания АТФ
Для исследования функций протеинкиназ используется много ингибиторов. Важная роль, которую эти ферменты играют в патогенезе различных заболеваний, позволяет использовать их в качестве мишеней при скрининге ингибиторов протеинкиназ.
Большинство фармакологических ингибиторов протеинкиназ конкурируют с АТФ за сайт связывания в молекуле фермента. Поскольку в клетке имеется огромное количество белков, способных связывать АТФ, всегда существуют сомнения относительно специфичности ингибитора не только в отношении других протеинкиназ, но и относительно других белков, связывающих нуклеотид.
Эта проблема с большей или меньшей остротой возникает при скрининге групп химических соединений, при структурной модификации известных ингибиторов, и при исследовании их влияния на активность различных протеинкиназ.
Например, многие ингибиторы РКА или РКС эффективны в отношении некоторых других представителей семейства AGC киназ. Хотя существует множество фармакологических ингибиторов, эффективных в отношении РКА, наиболее селективные из них являются производными небольшого природного белка, известного под названием PKI или ингибитор Уэльша.
В исследованиях in vitro и при скрининге были отобраны гораздо более селективные ингибиторы для МАР2К, являющейся компонентом процесса с участием ERK1/2. Эти ингибиторы в меньшей степени эффективны в отношении других протеинкиназ, поскольку они, вероятно, не связываются с АТФ-сайтом. Среди ингибиторов, перспективных с точки зрения использования в клинике, существенный интерес представляют соединения, являющиеся блокаторами рецептора EGF и некоторых других протеинтирозинкиназ.
Протеинкиназы переносят у-фосфатную группу от АТФ на остатки серина, треонина или тирозина в белковых субстратах.
Структуры нефосфорилированной, неактивной формы МАРК, ERK2, и фосфорилированной, активной ERK2.
ERK2 обладает типичной структурой протеинкиназы. Меньший, N-концевой домен состоит в основном из b-листов, а более крупный С-концевой домен имеет структуру а-спирали.
Активный сайт формируется на границе двух доменов.
Петля активации выходит из активного сайта и после фосфорилирования остатков Tyr и Thr повторно скручивается,
что изменяет положение аминокислотных остатков в активном сайте. АТФ (не показан) связывается с внутренней частью активного сайта;
связывание белковых субстратов с поверхностью С-концевого домена облегчается реорганизацией петли активации.
Структуры построены по данным Protein Data Bank files 1ERK и 2ERK.
