Kreatin-kinaza (CK), poznata i kao kreatin-fosfokinaza (CPK) ili fosfokreatin-kinaza, je enzim (EC: 2.7.3.2) u raznim tipovima tkiva i ćelija. CK katalizira konverziju kreatina i koristi adenozin-trifosfat (ATP) za stvaranje fosfokreatina (PCr) i adenozin-difosfat (ADP). Ova enzimska reakcija CK je reverzibilna i stoga se ATP može generirati iz PCr i ADP.
U ćelijama se "citosolni" CK enzimi sastoje od dvije podjedinice, koje mogu biti ili B (tip mozga) ili M (tip mišića). Postoje, dakle, tri različita izoenzima: CK-MM, CK-BB i CK-MB. Geni za ove podjedinice nalaze se na različitim hromosomima: B: 14q32 i M: 19q13. Pored te tri citosolne izoforme CK, postoje i dva mitohondrijka izoenzima kreatin-kinaza , sveprisutni i sarkomerni oblik. Funkcijska cjelina posljednje dvije mitohondrijske izoforme CK je oktamer koji se sastoji od po četiri dimera.[5]
Dok je mitohondrijska kreatin-kinaza direktno uključena u stvaranje fosfo-kreatina iz mitohondrijskog ATP, citosolni CK regenerira ATP iz ADP, koristeći PCr. To se događa na unutarćelijskim mjestima gdje se ATP koristi u ćeliji, a CK djeluje kao in situ ATP regenerator.
Obrasci izoenzima razlikuju se u tkivima. Skeletni mišići izražavaju CK-MM (98%) i nizak nivo CK-MB (1%). Nasuprot tome, miokard (srčani mišić) ekspimira CK-MM 70% i CK-MB 25-30%. CK-BB se pretežno ispoljava u mozgu i glatkim mišićima, uključujući vaskularno i maternično tkivo.
Atomska struktura
Prva atomska struktura vlastite kreatin-kinaze, riješena je 1996., rendgenskom kristalografijom proteina, bila je ona oktamerna, sarkomerna mitohondrijska CK (s-mtCK) mišićnog tipa
(s-mtCK),[6] praćena strukturom sveprisutnog mitohondrijskog CK (u-mtCK) 2000.[7] Both mt-CK isoforms form octameric structures (built of 4 banana-like dimers) with a four-fold symmetry and a central channel.[7][8][9]
Atomska struktura dimernog citosolnog tipa mozga BB-CK, u obliku banane, riješena je 1999., u rezoluciji 1,4 Å.[10] Cytosolic BB-CK, as well as muscle-type MM-CK are both forming banana-shaped symmetric dimers, with one catalytic active site in each subunit.[11]
Funkcije
Mitohondrijska kreatin-kinaza (CKm) prisutna je u mitohondrijskom intermembranskom prostoru, gdje regenerira fosfokreatin (PCr) iz mitohondrijski generiranih ATP i kreatin (Cr ) unesenih iz citosola. Osim dva mitohondrijska oblika izoenzima CK, to jest, sveprisutni mtCK (prisutan u mišićnim tkivima) i sarkomerni mtCK (prisutan u mišićnoj sarkomeri), u citosolu su prisutne i tri citosolne izoforme CK, ovisno o tkivu. Dok se MM-CK izražava u sarkomerama, odnosno skeletnim i srčanim mišićima, MB-CK se izražava u srčanim mišićima, a BB-CK u glatkim i u većini nemišićnih tkiva. Mitohondrijska mtCK i citosolna CK povezane su u takozvani PCr / Cr-šatl ili krug. PCr generirani mtCK u mitohondrijima prebacuje se u citosolni CK, koji je povezan sa procesima ovisnim o ATP, npr. ATPazama, kao što su aktomiozinska ATPaza i kalcij ATPaza uključene u kontrakciju mišića, a natrij / kalij ATPaza uključene u zadržavanje natrija u bubrezima. Vezani citosolni CK prihvata PCr provučen kroz ćeliju i koristi ADP za regeneraciju ATP, koji zatim ATPaze mogu koristiti kao izvor energije (CK je usko povezan s ATPazama, čineći funkcionalno povezani mikrokomodjel). PCr nije samo energetski pufer, već i ćelijski transportni oblik energije između potćelijskih mjesta proizvodnje energije (ATP) (mitohondrije i glikoliza) i onih za iskorištavanje energije (ATPaze).[2]
Dakle, CK poboljšava kontraktilnost skeleta, srca i glatkih mišića, te je uključena u stvaranje krvnog pritiska.[12] Pored toga, djelovanje ADP-habanja kreatin-kinaze podrazumijeva se u krvarenju; osobe sa visoko povišenim CK u plazmi mogu biti sklone velikim krvarenjima.[13]
CK se često utvrđuje rutinski u medicinskoj laboratoriji. Nekada se to posebno određivalo kod pacijenata sa boli u prsima, ali ovaj test zamijenjen je troponinom. Normalne vrijednosti u stanju mirovanja su obično između 60 i 400 IU/L,[15] gdje je jedna jedinica aktivnost enzima, tačnije količina enzima koji će katalizirati 1 μmol supstrata u minuti, pod određenim uslovima (temperatura, pH, koncentracij supstrata i aktivatori.[16]) Ovaj test nije specifičan za tip CK koji je povišen.
Kreatin-kinaze u krvi može biti puno i kod zdravih i kod bolesnih. Vježba povećava odliv kreatin-kinaze u krvotok do sedmicu dana, a to je najčešći uzrok visokog CK u krvi.[17] Nadalje, visoki CK u krvi može biti povezan sa visokim unutarćelijskim CK, kao što je kod osoba afričkog porijekla.[18]
Nadalje, određivanje izoenzima široko se koristi kao indikacija za oštećenje miokarda u srčanim udarima. Mjerenje troponina je uglavnom zamijenilo ovo u mnogim bolnicama, iako se neki centri i dalje oslanjaju na CK-MB.
^Schlattner U, Tokarska-Schlattner M, Wallimann T (februar 2006). "Mitochondrial creatine kinase in human health and disease". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease. 1762 (2): 164–80. doi:10.1016/j.bbadis.2005.09.004. PMID16236486.
^Johnsen SH, Lilleng H, Wilsgaard T, Bekkelund SI (januar 2011). "Creatine kinase activity and blood pressure in a normal population: the Tromsø study". Journal of Hypertension. 29 (1): 36–42. doi:10.1097/HJH.0b013e32834068e0. PMID21063205.
^Hekimsoy Z, Oktem IK (2005). "Serum creatine kinase levels in overt and subclinical hypothyroidism". Endocrine Research. 31 (3): 171–5. doi:10.1080/07435800500371706. PMID16392619.
^Johannsen S, Berberich C, Metterlein T, Roth C, Reiners K, Roewer N, Schuster F (maj 2013). "Screening test for malignant hyperthermia in patients with persistent hyperCKemia: a pilot study". Muscle & Nerve. 47 (5): 677–81. doi:10.1002/mus.23633. PMID23400941.
