細胞信號與通訊
蛋白激酶(protein kinase)
/ PROH-teen KY-nayss /
想像牆上的一個電燈開關。往上一撥,燈亮了;往下一撥,燈滅了。現在想像細胞需要一種辦法,可靠地去撥動成千上萬個微小的分子開關。它最喜歡的招數,就是在一個蛋白質上貼一個小小的化學標籤來把它撥動,再把標籤揭掉來撥回去。蛋白激酶就是那個把開關撥'開'的工人——它負責貼標籤。
蛋白激酶是一種把磷酸基團連接到另一個蛋白質上的酵素,這一步驟叫做磷酸化。磷酸來自ATP,也就是細胞的能量貨幣。加上這個小小的、帶負電的標籤會改變標靶蛋白的形狀,而這種形狀變化通常會把蛋白質開啟或關閉——激活一種酵素、打開一個通道,或讓一個蛋白質抓住一個新的搭檔。相反的工作,即移除磷酸把開關撥回去,由另一種叫磷酸酶的酵素完成。激酶和磷酸酶成對工作,讓細胞對幾乎任何蛋白質都擁有快速、可逆的開/關控制。
蛋白激酶是訊號轉導的主力:內部訊號傳遞中有極大一部分,無非就是一個激酶開啟下一個激酶。這讓它們既強大又危險——一個永久卡在'開'狀態的激酶能驅動失控的生長,這正是許多抗癌藥物是激酶抑制劑的原因。人類基因組編碼了五百多種激酶,足見這一招有多麼核心。一個常見的誤解是以為磷酸化總是激活蛋白質;其實加上一個磷酸同樣可能把蛋白質關閉——這完全取決於是哪個蛋白質。
許多以'替尼'結尾的抗癌藥,比如伊馬替尼(基利克),都是激酶抑制劑。在慢性骨髓性白血病中,一個突變造出一種永久開啟的激酶,命令細胞不停分裂;伊馬替尼塞住那個激酶,從源頭上叫停這個失控的訊號。
一個卡在'開'狀態的激酶能驅動癌症——也能被一種靶向藥關閉。
加上一個磷酸並不總是把蛋白質開啟——對某些蛋白質而言,它是把蛋白質關閉。磷酸酶做相反的事,移除標籤,因此這種開/關控制是完全可逆的。
又稱
另見