Kinase, een enzym dat fosfaatgroepen (PO 4 3−) aan andere moleculen toevoegt. Er bestaat een groot aantal kinasen: het menselijk genoom bevat ten minste 500 kinase-coderende genen. Tot de doelwitten van deze enzymen voor de toevoeging van fosfaatgroepen (fosforylering) behoren eiwitten, lipiden en nucleïnezuren.
Voor eiwitdoelen kunnen kinases de aminozuren serine, threonine en tyrosine fosforyleren. De omkeerbare fosforylering van eiwitten, door de antagonistische (tegengestelde) werking van kinasen en fosfatasen, is een belangrijk onderdeel van celsignalering omdat de gefosforyleerde en niet-gefosforyleerde toestanden van het doeleiwit verschillende activiteitsniveaus kunnen hebben. Edwin Gerhard Krebs en Edmond H. Fischer ontvingen in 1992 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde voor hun werk bij het vestigen van dit paradigma.
Fosforylering van lipidemoleculen door kinases is belangrijk voor het beheersen van de moleculaire samenstelling van membranen in cellen, wat helpt bij het specificeren van de fysische en chemische eigenschappen van de verschillende membranen. Inositol, een verbinding die qua structuur vergelijkbaar is met een koolhydraat, wordt door kinases gefosforyleerd om een diverse reeks fosfo-inositol- en fosfo-inositide-lipiden te creëren. Deze moleculen fungeren dan als tweede boodschappers om signaalinformatie door de cel te verspreiden.
Nucleotiden, de fundamentele eenheden van RNA (ribonucleïnezuur) en DNA (desoxyribonucleïnezuur), bevatten een fosfaatmolecuul gehecht aan een nucleoside, een verbinding die bestaat uit een ribose-eenheid en een purine- of pyrimidinebase. In polymeren van RNA en DNA bestaat de ruggengraat uit herhalende fosfo-ribose-eenheden. Kinases hechten het fosfaat aan het nucleoside, waardoor een nucleotide-monofosfaat ontstaat. Een enzym dat nucleosidefosforylase wordt genoemd, vervult deze rol bijvoorbeeld wanneer cellen overschakelen op het synthetiseren van nucleotiden uit gerecyclede purines in plaats van uit nieuwe uitgangsmaterialen. Mutaties in het gen dat codeert voor nucleosidefosforylase kunnen een ernstige vorm van immuundeficiëntie veroorzaken.
Het metabolisme van voedingssuikers (glycolyse) omvat verschillende fosforyleringsstappen door verschillende kinasen. Deze fosfaatgroepen worden uiteindelijk gebruikt om de hoogenergetische verbinding te vormen die bekend staat als ATP (adenosinetrifosfaat).
Kinaseremmers kunnen belangrijke behandelingen zijn voor ziekten bij de mens waarbij hyperactieve processen moeten worden gedempt. Een vorm van menselijke leukemie, CML (chronische myeloïde leukemie), wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door overmatige activiteit van het Abelson-tyrosinekinase. Imatinib (Gleevec) is een chemische stof die zich bindt aan de actieve plaats van dit kinase, waardoor het vermogen van het enzym om doelen te fosforyleren wordt geblokkeerd. Imatinib is nuttig geweest bij de initiële behandeling van CML; in veel gevallen muteert het kinase-enzym echter, waardoor het medicijn niet effectief is.
