Foto: UMU.se

Adenilat kinaza este o enzimă menajeră esențială care controlează echilibrul energetic în celulă prin catalizarea fosforilării reversibile a monofosfatului de adenilat (AMP), folosind trifosfatul de adenilat (ATP) ca donator de fosforil. În cazul în care donatorul de fosforil, ATP, este înlocuit cu analogul guanozină trifosfat (GTP), activitatea se reduce cu două ordine de mărime. Atât ATP, cât și GTP sunt prezente în celule în concentrații similare: 3 mM și 0,5 mM pentru ATP și, respectiv, GTP. Cu toate acestea, ATP și GTP au roluri foarte diferite în celulă, ATP este principalul transportor de energie din celulă, în timp ce GTP are roluri specifice în multe căi de semnalizare. Prin urmare, selectivitatea Adk este foarte importantă pentru a proteja rezerva intracelulară de GTP.
Printr-o investigație care combină RMN, cristalografia cu raze X și sinteza organică, am reușit să determinăm baza moleculară a selectivității ATP față de GTP a Adk. Am demonstrat că Adk se leagă de GTP, aproape la fel de puternic ca și ATP. Cu toate acestea, se leagă într-o conformație inhibată din punct de vedere catalitic. Pe de altă parte, legarea de ATP se face într-o conformație care induce o schimbare conformațională mare și activatoare în Adk. Mai mult, suprafețele de legare care mediază atât legarea productivă de ATP, cât și legarea neproductivă de GTP constau, în parte, din aceleași reziduuri de aminoacizi. Prin sintetizarea de noi analogi de ATP am reușit, de asemenea, să identificăm o singură interacțiune între fracțiunea adenozină a ATP și coloana vertebrală a enzimei, care este esențială pentru diferența dintre conformațiile de legare a ATP și GTP.
Constatările noastre sunt probabil de natură generală, deoarece, de exemplu, toate familiile de protein-kinaze umane împărtășesc aceeași interacțiune vitală între ATP și coloana vertebrală a proteinei pe care am investigat-o.

.