Foto: UMU.se

Kinaza adenylanowa jest niezbędnym enzymem domowym, który kontroluje równowagę energetyczną w komórce poprzez katalizowanie odwracalnej fosforylacji monofosforanu adenylanu (AMP), przy użyciu trifosforanu adenylanu (ATP) jako donora fosforylu. Jeśli donor fosforylu, ATP, zostanie zastąpiony analogiem – trifosforanem guanozyny (GTP), aktywność zmniejsza się o dwa rzędy wielkości. Zarówno ATP jak i GTP są obecne w komórkach w podobnych stężeniach, odpowiednio 3 mM i 0,5 mM dla ATP i GTP. Jednakże ATP i GTP pełnią w komórce bardzo różne funkcje, ATP jest głównym nośnikiem energii w komórce, podczas gdy GTP pełni specyficzne role w wielu szlakach sygnalizacyjnych. Stąd selektywność Adk jest bardzo ważna w celu ochrony wewnątrzkomórkowej puli GTP.
Dzięki badaniu łączącemu NMR, krystalografię rentgenowską i syntezę organiczną udało nam się określić molekularne podstawy selektywności ATP nad GTP w Adk. Wykazaliśmy, że Adk wiąże GTP, prawie tak silnie jak ATP. Wiąże się jednak w konformacji katalitycznie zahamowanej. Natomiast ATP wiąże się w konformacji, która wywołuje dużą, aktywującą zmianę konformacyjną w Adk. Co więcej, powierzchnie wiążące, które pośredniczą zarówno w produktywnym wiązaniu ATP, jak i nieproduktywnym wiązaniu GTP, składają się częściowo z tych samych reszt aminokwasowych. Poprzez syntezę nowych analogów ATP byliśmy również w stanie wskazać pojedynczą interakcję pomiędzy cząsteczką adenozyny ATP a szkieletem enzymu, która jest niezbędna dla różnicy w konformacjach wiążących ATP i GTP.
Nasze odkrycia są prawdopodobnie natury ogólnej, ponieważ, na przykład, wszystkie rodziny ludzkich kinaz białkowych dzielą tę samą istotną interakcję pomiędzy ATP a szkieletem białka, którą zbadaliśmy.

.