Enzimas quinasas, kinasas o cinasas
Se denominan cinasas o quinasas a un conjunto de enzimas presenten en todos los organismos vivos cuya función principal es la de fosforilar otras proteínas o material genético. Las quinasas suelen tener como sustrato un nucleótido trifosfato, como el ATP (adenosina trifosfato), o el GTP (guanosina trifosfato), que son las principales moléculas de reserva y transmisión de energía. Puedes leer más sobre el ATP en su propio artículo aquí . Las enzimas encargadas de desfosforilar proteínas se denominan fosfatasas y puedes leer más de ellas aquí.
Las proteínas quinasas son capaces de romper el enlace de alta energía entre un fosfato y una base fosforilada y ceder el fosfato a otra molécula. Con ello marcan la molécula diana, normalmente una proteína para activar o silenciar su actividad. Existe una gran variedad de quinasas, que trabajan fosforilando gran variedad de sustratos. Se conocen alrededor de 500 genes (cerca del 2% del genoma humano) que se traducirán en proteínas con actividad quinasa.
Para llevar a cabo su función estas proteínas necesitan un ión magnesio (Mg2+) o manganeso (Mn2+). Las quinasas convencionales, denominadas del inglés protein kinases (PKs) tiene un domino funcional similar, que es el encargado de reconocer al ATP y en él también se encuentra el centro activo de su actividad. Mientras que en diferentes proteínas encontramos diferentes dominios dependiendo de cuál sea la proteína que esté destinada a fosforilar.
Entre las PKs encontramos todas las proteínas kinasas relacionas con las proteínas G, que son las encargadas de transmitir las señales del exterior celular mediante una cascada de respuesta, de las que puedes leer más aquí. También tenemos las dependientes de ciclina, de tirosina, calmodulina, caseína o las MAP quinasas, que unen microtúbulos. La adenilato kinasa por su parte es la encargada de reponer el fosfato al ATP en las mitocondrias.
Configuración espacial de la adenilato kinasa.
Por el contrario existen un número, cada vez mayor, de proteínas con actividad cinasa que no contienen una secuencia homóloga a las PKs, estas quinasas se denominan quinasas atípicas y entre ellas podemos mencionar las Protein kinasas A, cuya actividad depende de AMP cíclico (AMPc), que interviene en el metabolismo de glúcidos.
A parte de su implicación en la formación del ATP otra de sus funciones es la de controlar el metabolismo celular. Muchas proteínas, no solo enzimas que intervienen en el metabolismo, requieren fosforilarse o desfosforilarse para ser funcionales. Las células suelen contener una reserva de proteínas en su estado no funcional, de tal manera que cuando son necesarias basta con cambiarle su estado de fosforilación mediante la acción de las kinasas y las fosfatasas. De esta manera la célula ahora tiempo ante una señal exterior, puesto que no tiene que ponerse a sintetizar el ARN y las proteínas.
La mayoría de kinasas reciben su nombre del sustrato que fosforilan. Por ejemplo encontramos que el primer paso del metabolismo de la glucosa (la glucolisis) lo realiza un enzima hexoquinasa, puesto que la glucosa es una hexosa. En esta ocasión la hexoquinasa fosforila una molécula de glucosa en glucosa-6-fosfato, activando metabólicamente la molécula. Es decir, la marca de forma reconocible para otros enzimas metabólicos.