激酶組學在原核生物中的研究進展

薛 闖， 張 萌， 陳麗杰

(大連理工大學 生命科學與技術(shù)學院，遼寧 大連 116023)

激酶組學(kinomics)主要用于研究激酶的豐度、活性、底物特異性、磷酸化狀態(tài)等特性。蛋白激酶(protein kinase)是指能夠使蛋白質(zhì)發(fā)生磷酸化的一類酶，蛋白激酶出現(xiàn)在大多數(shù)真核細胞的信號轉(zhuǎn)導過程，同時也可以控制代謝、轉(zhuǎn)錄、細胞周期調(diào)控、細胞凋亡、運動、分化等其他細胞進程[1]。蛋白質(zhì)磷酸化是一種常見并且非常重要的蛋白質(zhì)翻譯后修飾(PTM)形式，20世紀50年代首先發(fā)現(xiàn)可逆的磷酸化能夠調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶的活性，此后對蛋白質(zhì)磷酸化調(diào)控細胞進程的研究逐漸增多。目前對真核生物的激酶組學研究比較透徹，在人類激酶組的鑒定中發(fā)現(xiàn)有518個蛋白激酶，通過染色體定位等手段發(fā)現(xiàn)有244個激酶與疾病的發(fā)生有關(guān)[2]。有研究顯示，在真核生物中，超過30%的蛋白質(zhì)在任何時刻都在發(fā)生磷酸化進程[3]。其中激酶磷酸化出現(xiàn)最多的有兩種形式：一種為絲氨酸/蘇氨酸激酶使蛋白質(zhì)上絲氨酸/蘇氨酸殘基發(fā)生磷酸化，由Hanks等人首先發(fā)現(xiàn)，也被稱為Hanks家族激酶[4]；另一種為酪氨酸激酶使自身酪氨酸殘基發(fā)生磷酸化，在20世紀80年代早期被發(fā)現(xiàn)。在真核生物中絲氨酸磷酸化、蘇氨酸磷酸化、酪氨酸磷酸化發(fā)生的比例分別約為86.4%、11.8%、1.8%[6]。 最初，人們認為蛋白質(zhì)磷酸化只在真核生物中出現(xiàn)，原核生物蛋白質(zhì)磷酸化的研究比真核生物晚。20世紀90年代，科學家在原核生物中發(fā)現(xiàn)蛋白激酶也能夠起到蛋白質(zhì)磷酸化的作用。在原核生物中最常見的一類激酶為組氨酸激酶，它出現(xiàn)在雙組分信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)(TCS)中，能夠使自身的組氨酸殘基和其下游響應蛋白的天冬氨酸殘基發(fā)生磷酸化?！?br>