Chinasi

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La esochinasi (chinasi glicolitica) in conformazione aperta, con la tasca di reazione evidenziata (a sinistra), ed in conformazione chiusa, con il glucosio all'interno (a destra

In biochimica, si definisce chinasi (o, con un termine ormai poco usato, cinasi) un tipo di enzima (EC number 2.7.1) in grado di trasferire gruppi fosfato da molecole donatrici ad alta energia (come l'ATP) a specifici substrati; tale processo è definito fosforilazione. Un enzima che rimuova un gruppo fosfato da un substrato, invece, è detto fosfatasi.

Le chinasi rappresentano il gruppo più grande di enzimi presenti in natura: si tratta molto spesso di molecole strutturalmente molto simili tra loro, ma dotate di una specificità di substrato molto elevata.

[modifica] Nomenclatura

La struttura corretta del nome di ogni chinasi dovrebbe essere così costituita: "[Nome substrato] chinasi". Il termine esochinasi, ad esempio, è indicativo di una chinasi che catalizza la fosforilazione di un esoso. Nell'uso corrente, tuttavia, le chinasi hanno assunto svariatissimi nomi differenti (e formalmente poco corretti), dal momento che spesso esistono più chinasi in grado di fosforilare uno stesso substrato.

[modifica] Tipi di chinasi

La proteina src, una tirosin chinasi che trasduce il messaggio aggiungendo gruppi fosfato presso specifici residui di tirosina di specifiche proteine, può essere a sua volta inibita da una fosforilazione: a sinistra la forma on, a destra la off

L'ubiquitina si assembla in lunghe catene per rimuovere proteine vecchie (come quella in blu), spesso etichettate dall'azione di specifiche chinasi

In alcuni casi, il fine della fosforilazione è quello di attivare o fornire energia ad una molecola per renderla in grado di partecipare ad una reazione con una energia libera di Gibbs negativa. Tutte le chinasi richiedono la presenza di uno ione metallico, come un Mg²⁺ o un Mn²⁺: tali ioni stabilizzano i legami ad alta energia della molecola ad alta energia (solitamente ATP o derivati di ATP), permettendo alla fosforilazione di avvenire.

In altri casi, la fosforilazione di un substrato può inibire la sua attività. Un meccanismo comune di inibizione mediata da enzimi è stato osservato per la prima volta nella tirosin chinasi src (si pronuncia sarc): quando src è fosforilata su una specifica tirosina, si ripiega su sè stessa, nascondendo così il suo sito catalitico (la conformazione è detta off).

In altri casi, la fosforilazione di una proteina ne permette il legame ad altre aventi domini di riconoscimento per tirosine, treonine o serine fosforilate. Tali legami, in ogni caso, possono generare sia l'attivazione che l'inibizione di specifici pathway.

Alla fine degli anni '90 si è individuata anche un'ulteriore funzione della fosforilazione. Alcune proteine, se fosforilate, vanno incontro a degradazione mediata dal pathway dell'ubiquitina all'interno del proteasoma. Queste specifiche proteine possono diventare substrato per l'ubiquitina solo se fosforilate.

Il gruppo più ampio di chinasi, in ogni caso, è quello delle protein chinasi, che modificano l'attività di specifiche proteine. Sono utilizzate in gran quantità per modulare la trasduzione del segnale in complessi processi cellulari.

Numerose altre chinasi, infine, agiscono su piccole biomolecole (lipidi, carboidrati, aminoacidi, nucleotidi), sia per scopi di segnalazione che per attivarle per alcuni processi metabolici.

[modifica] Curiosità

Una classe di chinasi, chiamata JAK, ha suscitato alcuni sorrisi nella comunità scientifica, dal momento che si diffuse l'idea che l'acronimo dato dagli scopritori stesse per Just Another Kinase (ancora un'altra chinasi). In realtà la sigla sta per JAnus Kinases, ad indicare uno speciale gruppo di chinasi dalla struttura simmetrica, evocativamente richiamata dal nome della figura mitologica di Giano Bifronte.