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Cyclin-abhängige Kinasen
CDKs bilden Komplexe mit den Cyclinen, die zellzyklusabhängige Konzentrationsänderungen durchlaufen. Die Cyclin-abhängigen Kinasen sind nur in Verbindung mit …
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Definition und Funktion
Cyclin-abhängige Kinasen (englisch cyclin-dependent kinases, CDKs) sind eine Familie von Proteinkinasen. Proteinkinasen sind Enzyme, die andere Proteine an bestimmten Stellen phosphorylieren, also Phosphatgruppen auf sie übertragen. Dabei gilt für CDKs die Reaktion: ATP + Protein → ADP + Phosphoprotein. Sie gehören zur Enzymkategorie EC 2.7.11.22.
CDKs sind an der Transkription und an der Kontrolle des Zellzyklus beteiligt. Der Zellzyklus umfasst die geregelten Vorgänge, durch die sich eine Zelle auf ihre Teilung vorbereitet und diese ausführt. Beim Menschen gibt es 20 verschiedene CDKs, in der Hefe sechs bis acht.
Steuerung durch Cycline
CDKs bilden Komplexe mit Cyclinen. Cycline sind Proteine, deren Konzentration sich abhängig von der jeweiligen Phase des Zellzyklus verändert. Eine Cyclin-abhängige Kinase ist nur aktiv, wenn sie mit ihrem zugehörigen Cyclin verbunden ist.
Durch die zyklischen Konzentrationsänderungen der Cycline wird die Aktivität der CDKs zeitlich reguliert. Dadurch können die Kinasen ihre jeweilige Funktion gezielt in bestimmten Phasen des Zellzyklus ausführen. Ein Beispiel ist der Mitose-promoting factor: Dieser Komplex besteht aus CDK1 und Cyclin B und steuert die Einleitung der Mitose, also der Teilung des Zellkerns.
Bedeutung für die Krebstherapie
Weil CDKs für die Steuerung des Zellzyklus und damit für die Proliferation, also die Vermehrung von Zellen, wesentlich sind, werden hemmende Substanzen als mögliche Krebstherapeutika untersucht. Diese Wirkstoffe heißen CDK-Inhibitoren.
Palbociclib ist der erste Vertreter dieser Wirkstoffgruppe. Es hemmt CDK4 und CDK6 und ist zur Behandlung von Hormonrezeptor-positivem/HER2-negativem, lokal fortgeschrittenem oder metastasiertem Brustkrebs zugelassen. Weitere CDK-Inhibitoren sind Abemaciclib und Ribociclib. Als experimentelle CDK-Inhibitoren werden Briciclib, Dinaciclib, Milciclib, Riviciclib, Roniciclib, Seliciclib und Voruciclib genannt.