Die Serin/Threonin-Protein-Kinase SGK stellt eine Unterfamilie von Kinasen dar, die im Tierklade und in Hefen vorkommen. Bei den meisten Wirbeltieren, einschließlich Menschen, gibt es drei Isoformen, die durch die Gene SGK1, SGK2 und SGK3 kodiert werden. Der Name Serum-/Glukokortikoid-regulierte Kinase bezieht sich auf das Gen, für das das Glukokortikoid Dexamethason erstmals in einer Ratten-Mammakarzellenlinie der SGK-Familienmitglieder hochreguliert wurde, die aus einem cDNA-Bibliotheks-Screen kloniert wurde. Das erste menschliche Familienmitglied (menschliches SGK1) wurde in einen Hepatozyten-Gen-Screen kloniert, der als Reaktion auf zelluläre Hydratation oder Schwellung reguliert wurde. Der Begriff SGK wird auch als Synonym für SGK1 verwendet. Serin/Threonin-Protein-Kinasen phosphorylieren OH-Gruppen von Serin oder Threonin (mit ähnlichen Seitenketten). Die Aktivität dieser Protein-Kinasen kann durch spezifische Ereignisse (wie DNA-Schäden) und viele chemische Signale, einschließlich cAMP/cGMP, Diacylglycerol und Ca²⁺/Calmodulin, reguliert werden. Eine sehr wichtige Gruppe von Protein-Kinasen sind MAP-Kinasen. Wichtige Untergruppen sind Kinasen der ERK-Unterfamilie (die normalerweise durch mitotische Signale aktiviert werden) und stressaktivierte Protein-Kinasen JNK und p38. Obwohl MAP-Kinasen serin/threonin-spezifisch sind, werden sie durch die kombinierte Phosphorylierung von Serin/Threonin- und Tyrosin-Resten aktiviert. Die Aktivität von MAP-Kinasen wird durch viele Protein-Phosphatasen begrenzt, die Phosphatgruppen entfernen, die spezifischen Serin- oder Threonin-Resten der Kinase hinzugefügt werden, die notwendig sind, um die Kinase in ihrer aktiven Konformation zu halten. Zwei Hauptfaktoren, die die MAP-Kinase-Aktivität beeinflussen: a) das Signal zur Aktivierung von Transmembranrezeptoren (natürliche Liganden oder Vernetzungsagenten) und die mit ihnen assoziierten Proteine (Mutationen, die aktive Zustände nachahmen) b) das Phosphat, das eine gegebene MAP-Kinase signalisiert, um die Enzyminaktivierung zu begrenzen. Diese Signale umfassen oxidativen Stress.

Abbildung 1. Calcium/calmodulinabhängige Protein-Kinase II (CaMKII) ist ein Beispiel für eine serin/threonin-spezifische Protein-Kinase.

Funktionen

Unter diesen drei SGK-Genen ist die Forschung zum SGK1-Gen am tiefgreifendsten. Dieses Gen kodiert eine Serin/Threonin-Protein-Kinase, die dem Ratten-Serum und glukokortikoidinduzierten Protein-Kinase (SGK) sehr ähnlich ist. Das Gen wurde in einem Hepatozyten-Gen-Screen identifiziert, der als Reaktion auf Zellhydration oder Schwellung reguliert wird. Zellhydration ist ein Katabolismus-Signal, das den Glykogenabbau und die Proteolyse stimuliert und die Protein- und Glykogensynthese hemmt. Es wurde gezeigt, dass diese Kinase wichtig ist für die Aktivierung bestimmter Kalium-, Natrium- und Chloridkanäle. Die Expression dieses Gens in Hepatozyten wird durch den wachstumsfördernden Faktor-beta (TGF-beta) stimuliert, der an der Pathophysiologie von Diabetes-Komplikationen beteiligt ist. Die erhöhte Expression von TGF-β und SGK bei diabetischer Nephropathie deutet darauf hin, dass SGK an der Entwicklung der Krankheit beteiligt ist. SGK1-Kinase reguliert Inositoltransporter während osmotischen Stresses. Eine unausgeglichene Expression von SGK1 im Endometrium könnte mit menschlicher Unfruchtbarkeit oder wiederholten Aborten in Zusammenhang stehen, und die Expression von SGK1 im Endometrium könnte auch die Fruchtbarkeit bei Mäusen beeinflussen.

YANK-Familie

Die YANK-Familie gehört zur Superfamilie der Protein-Kinasen. Ser/Thr-Protein-Kinase-Familie. Es wurden 3 alternativ gespleißte menschliche Isoformen berichtet.

Abbildung 2. Proteinstruktur der YANK-Familie.

YANK2

STK32B oder YANK2 ist eine Serin/Threonin-Protein-Kinase, die ein Motiv enthält, das Metallionen und Nukleotide bindet, und das STK32B-Gen ist unter verschiedenen Arten hochkonserviert. STK32B wurde mit isolierter linker Spalte in Verbindung gebracht, mit oder ohne pa-Spalte und c-Spalte, was der häufigste Geburtsfehler bei Patienten mit Lippen-Kiefer-Gaumenspalte ist. Eine durch Long-dispersed nuclear element 1 (LINE-1 oder L1) vermittelte Deletion des STK32B-Gens wurde bei Patienten mit grenzwertiger Intelligenz im Ellis-van Creveld-Syndrom beobachtet.

YANK3

STK32C oder YANK3 ist ein Mitglied der YANK-Familie. Es ist eine Serin/Threonin-Protein-Kinase von etwa 486aa und benötigt Magnesium, um ihre katalytische Aktivität auszuüben. Es gibt zwei Isoformen des Proteins, die durch alternatives Spleißen produziert werden, und das Protein unterliegt der Serin-Phosphorylierung durch upstream-Protein-Kinasen. Das Produkt des STK32C-Gens ist in vielen Arten erhalten, einschließlich Schimpansen, Hunden, Rindern, Mäusen, Ratten und Hühnern.

Referenzen

1. Saha, M; et al. Rsk phosphorylation of SOS1 negatively regulates MAPK activation. The Biochemical Journal. 2012, 447 (1): 159-66.
2. Vlahopoulos S; et al. JNK: a key modulator of intracellular signaling. Biochemistry (Mosc). 2004 Aug;69(8):844-54. Review.