Cell Signaling Technology

蛋白激酶介绍

 

Human Kinome

Gerard Manning, Sugen, Inc., South San Francisco, CA, USA

人类蛋白质激酶

蛋白质激酶是细胞功能的主要调节因子,其构成最大和功能上最多的基因家族之一。通过添加磷酸化基团到底物蛋白质中,可以调控活性,定位和许多蛋白的综合功能,还可以用于协调几乎所有细胞过程中的活性。激酶在信号转导和复杂功能的协同作用譬如细胞周期循环中具有重要作用。由激酶介导的基本功能的多样性,表现在酵母、无脊椎动物和哺乳动物激酶组中50种截然不同的激酶家族之间的保守性。518个人类蛋白质激酶中,其中478个属于单个超家族,它们的催化结构域具有序列相关性。这些可以聚合为群组、家族和亚家族,有增加的序列相似性和生化功能。这些激酶的系统树图 (上图)显示了在这些催化结构域中序列的相似性:两个激酶分支上的距离和它们序列之间的差异是成比例的。七个主要的群组被标记,并且都带有明显的颜色标示。例如,酪氨酸形成一个独特的群组,其成员的磷酸化蛋白在酪氨酸残基上,反之其他的群组的磷酸化蛋白主要在丝氨酸和苏氨酸残基上。进化树上的关系可以在某些情况下用于预测蛋白质底物和生物功能,这里提到了有超过100种非典型激酶。一个距离40的非典型激酶与典型的激酶没有任何相似的序列,但是这些激酶是已知的或者经预测后是具有酶活力,还有一些经预测后是具有一个能够折叠成典型激酶的相似结构域。

绘图程序

主要的系统树图(上图左边)显示了蛋白激酶结构域的序列相似性,来自于公共序列和基因预测方法,细节参照Manning et al. (Science, 298, 1912-1934)。通过隐马尔可夫模型分析和多重序列比对来定义结构域。最初的分支模式建立于相邻的进化树,来自于结构域的clustalW蛋白质序列比对。这种方法被大幅度地修改,通过参照其他线性和树构建方法(hmmalign and parsimony 进化树,和激酶结构域广泛的成对序列比对法)。弧形的布局是手动创建的。许多分支长度是半定量,但分支模式比任何单一的自动方法具有更多的信息。后续页面中更详细的进化树是自动生成的,通过clustalW对齐的全长蛋白序列随后添加到与之相邻的进化树。未命名激酶尽可能根据家族命名法进行命名。一些不同的激酶保留一个数值为SgK(SuGen激酶)收录号。双结构域的第二个结构域的命名会带有一个“~ b”后缀。

 

References