Proteinkinasen spielen bei der Signaltransduktion und der Regulation der Zelle eine große Rolle. Sie sind auch an zellulären Prozessen, wie Metabolismus, Transkription, Zellzuklusprogression, Organisation des Cytoskeletts, Zellbewegung und Apoptose beteiligt. Ist die strenge Regulation der Kinasen gestört, kann es zu unkontrolliertem Zellwachstum und Krebs kommen. In vielen Tumoren wird eine gesteigerte Expression oder Aktivität von Kinasen beobachtet. Deshalb werden kleine Moleküle als Inhibitoren für die Therapie gesucht. Kristallographische Untersuchungen der Proteinkinase A (PKA) und der Kinasedomäne von SRC sowie deren Inhibitor-Komplexen zeigen Bindungsmodi auf und bilden die Basis für strukturbasiertes Wirkstoffdesign. Proteinkinase A dient als Modell-Kinase für nahe verwandte Kinasen wie Rho-Kinase, Proteinkinase B (PKB) oder Proteinkinase C (PKC), die selber nicht kristallisiert werden können. Verschiedene Klassen von ATP-kompetitiven Inhibitoren wurden mit PKA kokristallisiert, die Röntgenstrukturen gelöst und analysiert. Rho-Kinase-Inhibitoren Fasudil, H 1152P und Y-27632 hemmen auch an PKA, allerdings schwächer. Die Inhibitoren binden in der Adenosin-Bindetasche mit Kontakten zu Aminosäuren, die unterschiedlich in PKA und Rho-Kinase sind und so zur Selektivität beitragen können. PKB-Inhibitoren sind vom Naturstoff Balanol abgeleitet und extensiv modifiziert worden. 29 Strukturen mit PKA und PKAB-Mutanten, zeigen den Einfluss verschiedener Molekülteile der Inhibitoren auf die Affinität zu PKA und PKB. Bisindolylmaleimide, die vor allem PKC inhibieren, sind offenkettige Derivate vom universellen Kinase-Inhibitor Staurosporin abgeleitet. Sie binden im Gegensatz zu den anderen Inhibitoren an eine offene Konformation des Enzyms. Zusätzlich zeigen einige Strukturen Besonderheiten, wie eine verlängerte Helix A oder einhakte Moleküle (Dimer). Verschiedene Kristallisationsbedingungen wurden für die Kinasedomäne von Src gefunden und die Kokristallisation mit verschiedenen Inhibitoren etabliert. Verschieden Kristallformen und unterschiedliche Raumgruppen treten auf. Die Proteinstruktur zeigt eine sehr starke Flexibilität in der Konformation der Domänen zueinander. Sie ist aktiven Kinase-Strukturen (Lck, PKA) ähnlicher als der bereits bekannten inaktiven Struktur von Src. Die Kristallpackung lässt eine gewisse Flexibilität zu und der Aktivierungsloop ist im Allgemeinen nicht geordnet. Die Inhibitoren sind in der Elektronendichte gut definiert. Sie sind ATP-kompetitiv und binden an der ATP-Bindestelle, wobei nur die Adenosin-Tasche besetzt wird.     «

Proteinkinasen spielen bei der Signaltransduktion und der Regulation der Zelle eine große Rolle. Sie sind auch an zellulären Prozessen, wie Metabolismus, Transkription, Zellzuklusprogression, Organisation des Cytoskeletts, Zellbewegung und Apoptose beteiligt. Ist die strenge Regulation der Kinasen gestört, kann es zu unkontrolliertem Zellwachstum und Krebs kommen. In vielen Tumoren wird eine gesteigerte Expression oder Aktivität von Kinasen beobachtet. Deshalb werden kleine Moleküle als Inhibito...     »

Protein kinases play an important role in signal transduction and the regulation of the eukaryotic cell. They are involved in metabolism, transcription, cell cycle progression, cell adhesion and motility, cell division, differentiation and apoptosis. Therefore strict control is necessary to avoid for example uncontrolled growth and cancer. Increased expression levels and/or activity are found in many tumors, for which small molecule inhibitors are sought for therapy. Crystallographic studies of protein kinase A and the catalytic domain of SRC and their inhibitor complexes show binding modes and are required for structure-based drug design. Protein kinase A also serves as a model kinase for related kinases such as Rho-kinase, protein kinase B (PKB/Akt) or protein kinase C (PKC). Several classes of ATP competitive inhibitors have been cocrystallized with PKA. The X-ray structures have been solved and analysed. Rho-kinase inhibitors (fasudil, H-1152P and Y-27632) bind also to PKA although more weakly. The inhibitors bind in the adenosine pocket with contacts to amino acids that differ between Rho-kinase and PKA and thus contribute to the differing affinities. PKB-inhibitors derived from the natural product Balanol and were extensively modified. 29 structures of PKA and PKA mutants show the importance of different parts of the molecule for the affinity. Bisindolylmaleimides are potent PKC inhibitors related to staurosporine. They bind, in contrast to the other inhibitors, to a more open conformation of the enzyme. Additionally, some structures show specific features, such as an extended helix A that projects the myristoylation site into solution, or dimers with an interlinked C-Terminus. Several crystallization conditions have been found for the kinase domain of SRC and cocrystallization with different inhibitors has been established, yielding various crystal packing arrangements. The structure of the protein resembles active structures of other kinases (Lck, PKA) more than the previously known inactive SRC structure. The crystal packing allows a certain flexibility, reflecting likely physiological flexibility, including disorder of the activation loop. The inhibitors are nevertheless well defined in the electron density. They are ATP competitive and bind to the active site, occupying only the adenosine binding pocket.     «

Protein kinases play an important role in signal transduction and the regulation of the eukaryotic cell. They are involved in metabolism, transcription, cell cycle progression, cell adhesion and motility, cell division, differentiation and apoptosis. Therefore strict control is necessary to avoid for example uncontrolled growth and cancer. Increased expression levels and/or activity are found in many tumors, for which small molecule inhibitors are sought for therapy. Crystallographic studies of...     »