VRK (Vaccinia-Related Kinases) sind drei Proteine in menschlichen Kinasen. Diese Proteine, hauptsächlich VRK1 und VRK2, wurden im Kontext ihrer Substrate und interagierenden Proteine untersucht, um ihre Signalwege und deren Auswirkungen auf andere Signalwege zu identifizieren und zu charakterisieren. VRK1 ist eine nukleäre Kinase, die spezifisch p53, c-Jun, ATF2, CREB, BAF und Histon H3 phosphoryliert. VRK1 ist ein Frühantwortgen und ist an der Regulation von Zellzyklusprozessen beteiligt. VRK1 wird als Reaktion auf DNA-Schäden aktiviert, um p53 zu phosphorylieren, das stabilisiert und aktiviert wird. Dieses aktive p53 induziert den Herunterregulierungsmechanismus von VRK1 und kann die Wirkung der p53-Induktion umkehren. Die nukleare Aktivität von VRK1 wird durch die Interaktion mit dem Ran kleinen GTPase reguliert. Darüber hinaus ist VRK1 eine nachgelagerte Komponente des Signalwegs MEK-Plk3, der während der Mitose die Fragmentierung des Golgi-Apparats induziert.

VRK1

Die Serin/Threonin-Protein-Kinase VRK1 ist ein Enzym, das durch das VRK1-Gen bei Menschen kodiert wird, das ein Mitglied der Familie der vaccinia-verwandten Kinasen (VRK) von Serin/Threonin-Protein-Kinasen kodiert. Das Gen wird in menschlichen Geweben weitgehend exprimiert und ist in aktiv teilenden Zellen wie Hoden, Thymus, fetaler Leber und krebserkranktem Gewebe erhöht. Sein Protein ist im Zellkern lokalisiert und hat gezeigt, dass es die Stabilität und nukleare Akkumulation von transkriptionell aktiven p53-Molekülen fördert und Thr18 von p53 in vitro phosphoryliert und die Ubiquitinierung von p53 reduziert. Daher könnte dieses Gen die Zellproliferation regulieren. Das Protein phosphoryliert auch Histone, Kasein und den Transkriptionsfaktor ATF2 (aktivierender Transkriptionsfaktor 2) und C-jun.

VRK2

Die Serin/Threonin-Protein-Kinase VRK2 ist ein Enzym, das durch das VRK2-Gen bei Menschen kodiert wird, das ein Mitglied der Familie der vaccinia-verwandten Kinasen (VRK) von Serin/Threonin-Protein-Kinasen kodiert. Das Gen wird in menschlichen Geweben weitgehend exprimiert und ist in aktiv teilenden Zellen wie Hoden, weißen Blutkörperchen, fetaler Leber und krebserkranktem Gewebe erhöht. Sein Protein ist im endoplasmatischen Retikulum lokalisiert und hat gezeigt, dass es Kasein phosphoryliert und Autophosphorylierung durchläuft.

Biologische Rolle des VRK-Proteins

Die biologischen Informationen über diese drei VRK-Proteine sind sehr begrenzt, und die meisten Informationen werden durch das Studium menschlicher Proteine in zwei Hauptrichtungen gewonnen. Eine davon deutet auf die Merkmale der Signalwege hin, die an VRK-Proteinen beteiligt sind, durch Substratidentifikation oder durch Interaktion mit anderen Proteinen. Die andere zielt darauf ab, ihre Auswirkungen auf bestimmte biologische Reaktionen, wie Hypoxie, Interleukin 1β oder DNA-Schäden, zu untersuchen. In beiden Fällen, da diese Proteine im Kontext der Tumorbiologie an Relevanz gewinnen, wird erwartet, dass die Informationen sich erweitern und mehr Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Im Fall von VRK1 wurden einige seiner Ziele identifiziert, darunter mehrere Transkriptionsfaktoren, die als Ausgangspunkt für die Charakterisierung des VRK-Wegs selbst oder ihrer Interaktion des VRK-Wegs mit anderen Wegen dienen können.

VRK2 reguliert die JNK-vermittelte Reaktion auf Hypoxie oder Interleukin 1β herunter

In vielen biologischen Prozessen, die durch Wachstumsfaktoren induziert werden, senden Stressreaktionen Signale, die die Genexpression aktivieren. Diese Signale werden von einem Protein-Komplex der mitogen-aktivierten Protein-Kinase (MAPK) geleitet, der durch zwei zusätzliche Kinasen, MAPKK und MAPKKK, aktiviert wird, die in sequenziellen Schritten angeordnet sind. MAP-Kinasen repräsentieren den Kern mehrerer Signalwege, die auf eine Vielzahl von Reizen von Wachstumsfaktoren bis hin zu Stressreaktionen reagieren. Diese Reaktion deutet auf multiple biologische Effekte hin, wie Proliferation, Apoptose, Wachstumsstillstand und Alterung. Diese drei Kinasen sind normalerweise an Gerüstproteine verankert. Die bekanntesten sind JIP1 (das vier Mitglieder hat) und KSR1. Es gibt jedoch auch andere wenig bekannte Gerüstproteine. Die Ebenen und die subzelluläre Lokalisation von Gerüstproteinen sind entscheidend für die Bestimmung der Verteilung von Signalen zwischen verschiedenen Signalwegen, und diese Asymmetrie in der Signalverteilung kann den letztendlichen biologischen Effekt bestimmen. Diese Komplexe können interagieren, um andere Proteine weiter zu regulieren, die die Signalgebung aktivieren oder hemmen; es gibt zwei VRK2-Isoformen in diesen Proteinen. Daher könnte die Signalspezifität durch die Interaktion zwischen den Komponenten des Kernsignalwegs und anderen Proteinen bestimmt werden, von denen die meisten nicht identifiziert wurden, aber dies ist ein aufkommendes Feld. Unter diesen Proteinen haben VRK2A und VRK3 gezeigt, dass sie interagieren und die MAP-Kinase-Signalgebung als Reaktion auf verschiedene Arten von Reizen regulieren.

Referenzen

1. Seiko Ikezu; et al. Tau-tubulin kinase. Front Mol Neurosci. 2014; 7: 33.