Protéine-kinase
protéine
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Les kinases de protéine ou protéine-kinases (de l'anglais protein kinase) sont des enzymes qui catalysent le transfert d'un groupe phosphate de l'adénosine triphosphate (ATP) sur le groupe hydroxyle (–OH) des chaînes latérales des acides aminés ayant une fonction alcool : sérine, thréonine et tyrosine.
Description
- Protéine–OH + ATP → protéine–O-PO32− + ADP
Les protéine-kinases sont impliquées dans la régulation de l'activité des protéines cibles.
Certaines protéine-kinases ont besoin de l'activation d'une cycline pour être fonctionnelles, on les appelle kinases dépendantes des cyclines (Cdk).
Classification
En 2023, 478 kinases typiques (contenant un domaine de protéine kinase eucaryote) et 40 kinases atypiques (présentant une activité kinase en l’absence de domaine de protéine kinase eucaryote) ont été identifiées. Sur la base de la similarité de séquence des domaines de protéine kinase, les kinases typiques sont classées en huit groupes [1],[2]:
- le groupe des kinases à tyrosine;
- le groupe des kinases apparentées aux kinases à tyrosine ;
- le groupe CMGC, comprenant les familles des kinases dépendantes des cyclines, des MAPK, de la glycogène synthase kinase (GSK) et des kinases de type cell division cycle ;
- le groupe STE, constitué des homologues des kinases de levure Sterile 7, Sterile 11 et Sterile 20 ;
- le groupe AGC, regroupant les familles de la protéine kinase dépendante de l’adénosine monophosphate cyclique, de la protéine kinase dépendante du guanosine monophosphate cyclique et de la protéine kinase ;
- le groupe des kinases dépendantes de la calmoduline ;
- le groupe CK1, un petit groupe de kinases sérine/thréonine ;
- le groupe des autres kinases.
Par ailleurs, 32 des 40 kinases protéiques atypiques sont regroupées au sein du groupe des kinases protéiques atypiques, qui inclut notamment les kinases du complexe bc1, les alpha-protéine kinases, les bromodomain protein kinases, les pyruvate déshydrogénase kinases, les kinases apparentées à la phosphoinositide-3-kinase, les right open kinases et les transcription intermediary factor 1 kinases. Les autres kinases protéiques atypiques sont classées comme kinases de type protéine kinase, car elles partagent le même repliement structural que les protéines kinases eucaryotes[3].
Groupe des kinases à tyrosine
Les kinases à tyrosine (tyrosine kinase,TK) catalysent le transfert de groupements phosphate depuis l’ATP vers les résidus tyrosine de leurs substrats. Au sein du groupe des kinases à tyrosine, 58 kinases sont des récepteurs à activité tyrosine kinase (receptor tyrosine kinases, RTK), répartis en 20 familles. Ces protéines correspondent à des récepteurs transmembranaires possédant un domaine tyrosine kinase dans leur portion intracellulaire. Les 32 autres kinases sont des kinases à tyrosine non réceptrices (non-receptor tyrosine kinases, non-RTK), subdivisées en 10 familles et localisées de manière constitutive dans le cytoplasme[4],[5].
Groupe des kinases apparentées aux kinases à tyrosine
Les kinases apparentées aux kinases à tyrosine (tyrosine kinase–like,TKL) ne possèdent généralement pas les motifs spécifiques aux kinases à tyrosine du groupe des kinases à tyrosine, mais elles partagent des similarités de séquence avec celles-ci et fonctionnent comme des kinases sérine/thréonine dans les processus biochimiques[6].
Groupe CMGC
Les principales kinases du groupe CMGC comprennent les kinases dépendantes des cyclines (CDK), les kinases activées par les mitogènes (MAPK), la glycogène synthase kinase 3 et les kinases de type cell division cycle (CLK). Parmi celles-ci, les kinases dépendantes des cyclines et les protéines-kinase activée par mitogène constituent deux des sous-familles du groupe CMGC les plus importantes et les plus largement étudiées[7].
Groupe STE
Le groupe des kinases STE se compose de trois grandes familles : Sterile 7 (Ste7, également appelée MAP2K), Sterile 11 (Ste11, également appelée MAP3K) et Sterile 20 (Ste20, également appelée MAP4K). Après une activation séquentielle, ces kinases conduisent à l’activation de la famille des MAPK. Les MAP2K phosphorylent directement les protéine-kinases activées par mitogène. Dans une cascade MAPK typique, une MAP3K active une MAP2K par phosphorylation de deux résidus sérine/thréonine conservés situés dans la boucle d’activation, tandis qu’une MAP4K agit en amont sur la MAP3K[8].
Groupe AGC
Dans le génome humain, plus de 63 protéines kinases présentent les caractéristiques du groupe AGC, dont 20 kinases sérine/thréonine telles que la protéine kinase A (PKA), la 3-phosphoinositide-dependent protein kinase 1 (PDK1), AKT et la Rho-associated coiled-coil containing kinase (ROCK), réparties en 14 familles. Deux autres familles, les kinases Aurora et les kinases de type Polo (PLK), sont les plus étroitement apparentées au groupe AGC[9],[10].
Groupe des kinases dépendantes de la calmoduline
Le groupe des kinases dépendantes de la calmoduline (calcium/calmodulin-dependent protein kinases CAMK) sont des capteurs essentiels du Ca²⁺ qui convertissent l’activation glutamatergique en plasticité synaptique lors des processus d’apprentissage et de mémoire[11].
Groupe CK1
Le groupe CK1 (casein kinase 1) doit son nom à sa capacité à phosphoryler la caséine, une protéine du lait, in vitro. Le groupe CK1 comprend les isoformes de CK1, les vaccinia-related kinases (VRK) ainsi que les tau tubulin kinases 1 et 2 (TTBK1/2)[12],[13].
Groupe des autres kinases
Au sein de ce groupe, presque tous les membres sont des kinases sérine/thréonine présentant une homologie de séquence distincte, et la majorité d’entre eux est impliquée dans la division cellulaire. Ce groupe comprend 30 familles (telles que Aurora, PLK, cell division cycle 7, les kinases apparentées au gène never in mitosis A [NEK], la CaM-dependent protein kinase kinase [CAMKK], la IκB kinase [IKK], et les TBC1-domain containing kinases) ainsi que deux sous-familles, incluant la general control nonrepressible 2 (GCN2) et la pancreatic eIF2α kinase.
Liste des protéines kinase
La liste des protéines kinases se trouve ici.
