460 Chapter 15 Enzyme Regulationpha

460 Chapter 15 Enzyme Regulation
phatases work in opposing directions, regulation must be imposed on these con-
verter enzymes so that their interconvertible enzyme targets are locked in the de-
sired state (active versus inactive) and a wasteful cycle of ATP hydrolysis is avoided.
Thus, converter enzymes are themselves the targets of allosteric regulation or cova-
lent modification.
Protein Kinases: Target Recognition and Intrasteric Control
Protein kinases are converter enzymes that catalyze the ATP-dependent phosphoryla-
tion of serine, threonine, or tyrosine hydroxyl groups in target proteins (Table 15.2).
Phosphorylation introduces a bulky group bearing two negative charges, causing con-
formational changes that alter the target protein’s function. (Unlike a phosphoryl
group, no amino acid side chain can provide two negative charges.) Protein kinases
represent a protein superfamily whose members are widely diverse in terms of size,
subunit structure, and subcellular localization. Nevertheless, all share a common cat-
alytic mechanism based on a conserved catalytic core/kinase domain of approximately
260 amino acid residues (Figure 15.9). Protein kinases are classified as Ser/Thr
and/or Tyr specific. They also differ in terms of the target proteins that they recognize
and phosphorylate; target selection depends on the presence of an amino acid se-
quence within the target protein that is recognized by the kinase. For example, cAMP-
dependent protein kinase (PKA) phosphorylates proteins having Ser or Thr residues
within an R(R/K)X(S*/T*) target consensus sequence (* denotes the residue that be-
comes phosphorylated). That is, PKA phosphorylates Ser or Thr residues that occur in
an Arg-(Arg or Lys)-(any amino acid)-(Ser or Thr) sequence segment (Table 15.2).
Targeting of protein kinases to particular consensus sequence elements within pro-
teins creates a means to regulate these kinases by intrasteric control. Intrasteric con-
trol occurs when a regulatory subunit (or protein domain) has a pseudosubstrate
sequence that mimics the target sequence but lacks an OH-bearing side chain at the
right place. For example, the cAMP-binding regulatory subunits of PKA (R subunits
in Figure 15.10) possess the pseudosubstrate sequence RRGA*I, and this sequence
binds to the active site of PKA catalytic subunits, blocking their activity. This pseudo-
Protein Kinase Class Target Sequence* Activators
I. Ser/Thr protein kinases
A. Cyclic nucleotide–dependent
cAMP-dependent (PKA) OR(R/K)X(S*/T*)O cAMP
cGMP-dependent O(R/K)KKX(S*/T*)O cGMP
B. Ca2-calmodulin (CaM)–dependent
Phosphorylase kinase (PhK) OKRKQIS*VRGLO Phosphorylation by PKA
Myosin light-chain kinase (MLCK) OKKRPQRATS*NVO Ca2-CaM
C. Protein kinase C (PKC) Ca2, diacylglycerol
D. Mitogen-activated protein kinases OPXX(S*/T*)PO Phosphorylation
(MAP kinases) by MAPK kinase
E. G-protein–coupled receptors
-Adrenergic receptor kinase (BARK)
Rhodopsin kinase
II. Ser/Thr/Tyr protein kinases
MAP kinase kinase (MAPK kinase) OTEYO Phosphorylation by
Raf (a protein kinase)
III. Tyr protein kinases
A. Cytosolic tyrosine kinases (src, fgr, abl, etc.)
B. Receptor tyrosine kinases (RTKs)
Plasma membrane receptors for hormones
such as epidermal growth factor (EGF) or
platelet-derived growth factor (PDGF)
*X denotes any amino acid.
TABLE 15.2 Classification of Protein Kinases
FIGURE 15.9 Protein kinase A is shown complexed with
a pseudosubstrate peptide (orange). This complex also
includes ATP (red) and two Mn2 ions (yellow) bound at
the active site (pdb id  1ATP).

Kết quả (Việt) 1:

460 chương 15 Enzyme quy địnhphatases làm việc trong đối diện chỉ dẫn, quy định phải được áp dụng trên những con-Verter enzym để cho mục tiêu interconvertible enzyme của họ đang bị khóa trong de -cùng trạng thái (hoạt động so với không hoạt động) và một chu kỳ lãng phí của ATP thủy phân tránh.Vì vậy, chuyển đổi enzym là bản thân những mục tiêu của allosteric quy định hoặc cova-vay sửa đổi.Protein kinase: Nhắm mục tiêu công nhận và Intrasteric kiểm soátProtein kinase là enzyme chuyển đổi xúc tác phosphoryla ATP phụ thuộc vào-tion của serine, threonine hoặc tyrosine nhóm hydroxyl trong mục tiêu protein (bảng 15.2).Phosphorylation giới thiệu một nhóm cồng kềnh mang hai chi phí tiêu cực, gây ra con-formational thay đổi thay đổi chức năng của protein mục tiêu. (Không giống như một phosphatNhóm, không có chuỗi axit amin bên có thể cung cấp hai tiêu cực phí.) Protein kinaseđại diện cho một siêu họ protein mà các thành viên đang được đa dạng về kích thước,tiểu đơn vị cấu trúc, và của địa phương. Tuy nhiên, tất cả chia sẻ một cát phổ biến-alytic cơ chế dựa trên một tên miền bảo tồn lõi xúc tác/kinase của khoảngdư lượng axit amin 260 (hình 15.9). Protein kinase được phân loại là Ser/Thr và/hoặc Tyr cụ thể. Chúng cũng khác nhau trong điều khoản của các protein mục tiêu mà họ nhận ravà phosphorylate; mục tiêu lựa chọn phụ thuộc vào sự hiện diện của một acid amin se-quence trong protein mục tiêu được chấp nhận bởi kinase. Ví dụ, trại-dependent protein kinase (PKA) phosphorylates proteins having Ser or Thr residueswithin an R(R/K)X(S*/T*) target consensus sequence (* denotes the residue that be-comes phosphorylated). That is, PKA phosphorylates Ser or Thr residues that occur inan Arg-(Arg or Lys)-(any amino acid)-(Ser or Thr) sequence segment (Table 15.2).Targeting of protein kinases to particular consensus sequence elements within pro-teins creates a means to regulate these kinases by intrasteric control. Intrasteric con-trol occurs when a regulatory subunit (or protein domain) has a pseudosubstratesequence that mimics the target sequence but lacks an OH-bearing side chain at theright place. For example, the cAMP-binding regulatory subunits of PKA (R subunitsin Figure 15.10) possess the pseudosubstrate sequence RRGA*I, and this sequencebinds to the active site of PKA catalytic subunits, blocking their activity. This pseudo-Protein Kinase Class Target Sequence* ActivatorsI. Ser/Thr protein kinasesA. Cyclic nucleotide–dependentcAMP-dependent (PKA) OR(R/K)X(S*/T*)O cAMPcGMP-dependent O(R/K)KKX(S*/T*)O cGMPB. Ca2-calmodulin (CaM)–dependentPhosphorylase kinase (PhK) OKRKQIS*VRGLO Phosphorylation by PKAMyosin light-chain kinase (MLCK) OKKRPQRATS*NVO Ca2-CaMC. Protein kinase C (PKC) Ca2, diacylglycerolD. Mitogen-activated protein kinases OPXX(S*/T*)PO Phosphorylation(MAP kinases) by MAPK kinaseE. G-protein–coupled receptors-Adrenergic receptor kinase (BARK)Rhodopsin kinaseII. Ser/Thr/Tyr protein kinasesMAP kinase kinase (MAPK kinase) OTEYO Phosphorylation byRaf (a protein kinase)III. Tyr protein kinasesA. Cytosolic tyrosine kinases (src, fgr, abl, etc.)B. Receptor tyrosine kinases (RTKs)Plasma membrane receptors for hormonessuch as epidermal growth factor (EGF) orplatelet-derived growth factor (PDGF)*X denotes any amino acid.TABLE 15.2 Classification of Protein KinasesFIGURE 15.9 Protein kinase A is shown complexed witha pseudosubstrate peptide (orange). This complex alsoincludes ATP (red) and two Mn2 ions (yellow) bound atthe active site (pdb id  1ATP).