La chinasi ciclina-dipendente, o CDK, è un tipo di proteina enzimatica che risiede nelle cellule eucariotiche e svolge un ruolo chiave nel metabolismo cellulare e nel rinnovamento, una serie di processi biologici denominati collettivamente ciclo cellulare. Anche diverse protein chinasi sono classificate come geni, costituendo circa il 2% di tutti i geni umani. Il meccanismo dell’attività di CDK si basa sulla fosforilazione o sul processo di contributo dei gruppi fosfato alle proteine substrato. Tuttavia, affinché una proteina possa essere modificata dalla fosforilazione, deve formare un complesso con un altro tipo di proteina nota come ciclina. Questo è il motivo per cui questa particolare proteina specializzata è chiamata chinasi ciclina-dipendente.
Oltre alla regolazione della funzione cellulare, l’altra attività significativa associata alla chinasi ciclina-dipendente fornisce la via per la trasduzione del segnale. In altre parole, le cellule sono in grado di comunicare tra loro arruolando enzimi CDK per fungere da messaggeri chimici. Sebbene questo processo possa essere affascinante per gli appassionati di biologia, è di interesse primario per la comunità medica a causa delle sue implicazioni nello sviluppo della malattia. In effetti, la trasduzione del segnale alterata è considerata in gran parte responsabile dell’insorgenza di molte malattie, tra cui malattie cardiache, diabete, cancro e molti disturbi autoimmuni.
Una delle applicazioni più promettenti per quanto riguarda il trattamento di tali malattie è la possibilità di intercettare l’attività della chinasi ciclina-dipendente nelle cellule. In effetti, è stato dimostrato che alcuni farmaci progettati per colpire e inibire CDK promuovono l’apoptosi o la morte cellulare. Questo risultato è particolarmente significativo in termini di contrasto alla crescita tumorale e alla diffusione del cancro. Inoltre, questi farmaci sembrano influenzare i granulociti neutrofili, che contribuiscono allo sviluppo di condizioni infiammatorie croniche come l’artrite. Tuttavia, poiché questi farmaci possono anche avere un impatto sul percorso mediato dalla chinasi ciclina-dipendente e portare a effetti collaterali indesiderati, sono necessarie ulteriori ricerche per garantire che solo le cellule recettoriali siano mirate.
Esistono anche diversi tipi di proteine CDK che possono essere mirate per aiutare a prevenire una varietà di reazioni. Ad esempio, l’inibizione della chinasi 2 ciclina-dipendente può aiutare a scoraggiare la caduta dei capelli che spesso si verifica durante il trattamento con la chemioterapia, mentre la manipolazione della chinasi 4 dipendente dalla ciclina può influire sulla regolazione di Rb, una proteina legata alla soppressione del tumore.
Le chinasi proteiche funzionano anche in modo diverso verso la regolazione cellulare. Mentre ogni tipo avvia la fosforilazione prendendo in prestito un gruppo fosfato dall’adenosina-5-trifosfato (ATP), deve anche essere in grado di attaccare i fosfati a un gruppo ossidrile disponibile appartenente a uno dei tre amminoacidi. La maggior parte delle chinasi realizza ciò selezionando gli amminoacidi serina e treonina, mentre altre cercano la tirosina. Tuttavia, ce ne sono alcuni compatibili con tutti e tre.