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

Adenilát-kináz egy esszenciális háztartási enzim, amely az adenilát-monofoszfát (AMP) reverzibilis foszforilációjának katalizálásával szabályozza a sejt energiaegyensúlyát, foszforil-donorként adenilát-trifoszfátot (ATP) használva. Ha a foszforil-donort, az ATP-t az analóg guanozin-trifoszfáttal (GTP) helyettesítjük, az aktivitás két nagyságrenddel csökken. Mind az ATP, mind a GTP hasonló koncentrációban van jelen a sejtekben 3 mM, illetve 0,5 mM az ATP és a GTP esetében. Az ATP-nek és a GTP-nek azonban nagyon különböző szerepe van a sejtben: az ATP a sejt fő energiahordozója, míg a GTP-nek specifikus szerepe van számos jelátviteli útvonalban. Ezért az Adk szelektivitása nagyon fontos a GTP intracelluláris pooljának védelme érdekében.
Az NMR, a röntgenkrisztallográfia és a szerves szintézis kombinációjával végzett vizsgálat révén sikerült meghatározni az Adk ATP GTP-vel szembeni szelektivitásának molekuláris alapjait. Kimutattuk, hogy az Adk a GTP-t csaknem olyan erősen köti, mint az ATP-t. Azonban katalitikusan gátolt konformációban kötődik. Az ATP-kötés viszont olyan konformációban kötődik, amely nagymértékű, aktiváló konformációs változást idéz elő az Adk-ban. Továbbá a kötőfelületek, amelyek mind a produktív ATP-kötést, mind a nem produktív GTP-kötést közvetítik, részben ugyanazokból az aminosavmaradékokból állnak. Új ATP-analógok szintézisével egyetlen olyan kölcsönhatást is sikerült kimutatnunk az ATP adenozinrésze és az enzim gerince között, amely elengedhetetlen az ATP- és GTP-kötési konformációk közötti különbséghez.
Eredményeink valószínűleg általános jellegűek, mivel például a humán fehérjekinázok valamennyi családja osztozik az ATP és a fehérje gerince közötti, általunk vizsgált létfontosságú kölcsönhatásban.

Az ATP és a fehérje gerince közötti, általunk vizsgált kölcsönhatásban.