Les kinases sont des enzymes du groupe des transférases (EC 2) catalysant les réactions dites de de phosphorylation par l'ajout d'un groupe phosphate à des substrats spécifiques à partir de l'ATP comme :
des protéines,
des lipides,
des glucides,
d'autres kinases.
Les phosphatases, au contraire, déphosphorylent le substrat en lui retirant son groupe phosphate.
Les phosphorylations/déphosphorylations des protéines régulent un grand nombre de protéines en servant de commutateur on/off ( importance de la phosphorylation).
Kinases-phosphatases
(Figure : vetopsy.fr)
Chez l'homme, on compte 260 phosphatases environ, pour près de 600 kinases et plusieurs cycles peuvent intervenir pour arriver au résultat final.
Vue d'ensemble des kinases
1. Les kinases font partie de la grande famille des phosphotransférases (EC 2.7), i.e. qui transfèrent un groupe phosphate d'une molécule à haute énergie, comme l'ATP par exemple, sur un accepteur.
Les kinases sont nécessaires pour stabiliser cette réaction car l'hydrolyse de la liaison phosphoanhydridique terminale de l'ATP est un processus hautement exergonique.
Les kinases orientent correctement le substrat et le groupe phosphoryle au sein du site actif, ce qui a comme conséquence d'accélérer la vitesse de la réaction.
D'une part, elles utilisent des résidus d'acides aminés chargés positivement, qui stabilisent électrostatiquement l'état de transition en interagissant avec les groupes phosphate chargés négativement ( domaine protéine kinase).
Domaine catalytique de la PKA
(Figure : vetopsy.fr d'après Meharena) D'autre part, certaines kinases utilisent des cofacteurs métalliques liés dans leurs sites actifs pour coordonner les groupes phosphate.
2. Les kinases spécifiques sont souvent nommées d'après leurs substrats, i.e. phosphatidylinositol kinases (PI kinases), créatine kinase… Par contre, les protéines kinases ont souvent plusieurs substrats.
Classification des kinases
Les kinases sont classées généralement en quatre grands groupes selon leur substrat.
Les lipides kinases phosphorylent aussi bien les lipides cellulaires que ceux de la membrane plasmique et des membranes des organites.
L'ajout de groupes phosphate modifie la réactivité et la localisation du lipide, par exemple sur le système endomembranaire, et peut être utilisé dans la transmission du signal.
2. La nucléoside-diphosphate kinase ou NDPK (EC 2.7.4.6) catalyse le deuxième transfert d'un groupe phosphate que ce soit pour les nucléotides puriques ou pyrimidiques, qu'ils soient ribosiques ou