imbg | Двуликий Янус

Наткнулся на интересную статью, опубликованную в прошлом году журналом Nature. Работа под названием "Structure of the bifunctional isocitrate dehydrogenase kinase/phosphatase" двух китайских исследователей (университеты Онтарио/Пекин). В статье речь идет об установлении структуры уникального бактериального фермента - киназы/фосфатазы изоцитрат дегидрогеназы (AceK).

Уникальность данного фермента в том, что он катализирует обе функции - и фосфорилирование, и дефосфорилирование белка-мишени, соответственно активируя или деактивируя его. На сколько я знаю, это единственный энзим "два в одном" - обычно белок может быть либо киназой, либо фосфатазой.

Структура АсеК (рисунок из статьи)

Задавшись вопросом, как же выглядит активный центр такого "и жнеца, и швеца, и на дуде игреца", китайцы вырастили кристалл AceK и подвергли его рентгеноструктурному анализу.

AceK крупнее типичных киназ - его молвес составляет 65 кДа, и кроме АТФ-связывающего мотива, не имеет гомологии с другими киназами и фосфатазами. Оказалось, что и киназная, и фосфатазная активность опосредуется одним и тем же доменом (зеленый на рисунке). Этот домен имеет ранее не описанную структуру, но в целом напоминает типичный киназный домен. Домен содержит две каталитические триады: киназную (453-IFPGDMLFKN-462) и фосфатазную (1622-CIHRDLAARN-1631). Кроме того, AceK имеет большой регуляторный домен (розовый). Переключателем киназной и фосфатазной активности является АМФ, который связывается регуляторным доменом.

Киназная и фосфатазная активности AceK тесно связаны между собой, и возможно реакция дефосфорилирования белка-мишени является просто облегченной обратной реакцией, зависящей от концентрация АТФ и АДФ.

Особо мне понравился начало предложения в одном из выводов: "Although the structures of AceK have not provided any direct clues..."
(хотя установление структуры так и не дало прямого объяснения ее функций...). Все-таки правы были наши учителя, которые говорили - неудачи эксперимента не стоит скрывать - заявляйте о них прямо. Тем более, что работа дала довольно много косвенных объяснений работы АсеК, открыв новый тип строения фермента.

"Structure of the bifunctional isocitrate dehydrogenase kinase/phosphatase"

P.S. Каждый человек, который хочет получить не доступную ему статью, по которой пишеться обзор в нашем ЖЖ, может получить ее копию от меня. Достаточно попросить об этом в комментариях или личным сообщением.