细胞信号与通讯

蛋白激酶(protein kinase)

/ PROH-teen KY-nayss /

想象墙上的一个电灯开关。往上一拨,灯亮了;往下一拨,灯灭了。现在想象细胞需要一种办法,可靠地去拨动成千上万个微小的分子开关。它最喜欢的招数,就是在一个蛋白质上贴一个小小的化学标签来把它拨动,再把标签揭掉来拨回去。蛋白激酶就是那个把开关拨'开'的工人——它负责贴标签。

蛋白激酶是一种把磷酸基团连接到另一个蛋白质上的酶,这一步骤叫做磷酸化。磷酸来自ATP,也就是细胞的能量货币。加上这个小小的、带负电的标签会改变靶蛋白的形状,而这种形状变化通常会把蛋白质开启或关闭——激活一种酶、打开一个通道,或让一个蛋白质抓住一个新的搭档。相反的工作,即移除磷酸把开关拨回去,由另一种叫磷酸酶的酶完成。激酶和磷酸酶成对工作,让细胞对几乎任何蛋白质都拥有快速、可逆的开/关控制。

蛋白激酶是信号转导的主力:内部信号传递中有极大一部分,无非就是一个激酶开启下一个激酶。这让它们既强大又危险——一个永久卡在'开'状态的激酶能驱动失控的生长,这正是许多抗癌药物是激酶抑制剂的原因。人类基因组编码了五百多种激酶,足见这一招有多么核心。一个常见的误解是以为磷酸化总是激活蛋白质;其实加上一个磷酸同样可能把蛋白质关闭——这完全取决于是哪个蛋白质。

许多以'替尼'结尾的抗癌药,比如伊马替尼(格列卫),都是激酶抑制剂。在慢性髓系白血病中,一个突变造出一种永久开启的激酶,命令细胞不停分裂;伊马替尼塞住那个激酶,从源头上叫停这个失控的信号。

一个卡在'开'状态的激酶能驱动癌症——也能被一种靶向药关闭。

加上一个磷酸并不总是把蛋白质开启——对某些蛋白质而言,它是把蛋白质关闭。磷酸酶做相反的事,移除标签,因此这种开/关控制是完全可逆的。

又称
kinase蛋白磷酸化酶