Dr. Per Rogne, Senior research engineer at Department of Chemistry, Umeå University, Sweden

Adenylaattikinaasi on välttämätön taloudenhoitoentsyymi, joka säätelee solun energiatasapainoa katalysoimalla adenylaattimonofosfaatin (AMP) reversiibeliä fosforylaatiota käyttäen fosforinluovuttajana adenylaattitrifosfaattia (ATP). Jos fosforyylin luovuttaja ATP korvataan analogisella guanosiinitrifosfaatilla (GTP), aktiivisuus vähenee kaksi kertaluokkaa. Sekä ATP:tä että GTP:tä esiintyy soluissa samankaltaisina pitoisuuksina 3 mM ATP:n osalta ja 0,5 mM GTP:n osalta. ATP:llä ja GTP:llä on kuitenkin hyvin erilaiset tehtävät solussa: ATP on solun pääasiallinen energiankuljettaja, kun taas GTP:llä on erityisiä tehtäviä monissa signaalireiteissä. Näin ollen Adk:n selektiivisyys on hyvin tärkeää solunsisäisen GTP:n varaston suojelemiseksi.
Tutkimuksella, jossa yhdistetään NMR, röntgenkristallografia ja orgaaninen synteesi, olemme pystyneet määrittämään molekyyliperustan Adk:n ATP:n ja GTP:n väliselle selektiivisyydelle. Olemme osoittaneet, että Adk sitoo GTP:tä lähes yhtä voimakkaasti kuin ATP:tä. Se sitoutuu kuitenkin katalyyttisesti estyneessä konformaatiossa. ATP:n sitoutuminen sen sijaan sitoutuu konformaatioon, joka saa aikaan suuren, aktivoivan konformaatiomuutoksen Adk:ssa. Lisäksi sitoutumispinnat, jotka välittävät sekä tuottavaa ATP:n sitoutumista että tuottamatonta GTP:n sitoutumista, koostuvat osittain samoista aminohappojäännöksistä. Syntetisoimalla uusia ATP-analogeja pystyimme myös paikallistamaan yhden ainoan ATP:n adenosiiniryhmän ja entsyymin selkärangan välisen vuorovaikutuksen, joka on olennainen ATP:n ja GTP:n sitoutumiskonformaatioiden eron kannalta.
Havaintomme ovat todennäköisesti yleisluontoisia, sillä esimerkiksi kaikilla ihmisen proteiinikinaasiperheillä on sama elintärkeä vuorovaikutussuhde ATP:n ja proteiinin selkärangan välillä, jota olemme tutkineet.

Havaintomme ovat todennäköisesti yleisiä, sillä kaikilla ihmisen proteiinikinaasiperheillä on sama elintärkeä vuorovaikutus ATP:n ja proteiinin selkärangan välillä.