CK2

Proteiinkinaas CK2 (EC 2.7.11.1), tuntud ka kui kaseiinkinaas II, on seriini/treoniini proteiinkinaas, mis on laialt levinud eukarüootsetes rakkudes ja omab arvukaid füsioloogilisi funktsioone.
CK2 on kõrgelt konserveerunud järjestusega proteiinkinaas, mis tähendab, et proteiinkinaasil on sarnased või identsed aminohappe jääkide järjestused eri liikide vahel. See vihjab, et antud järjestus on olnud evolutsiooniliselt väga püsiv. Näiteks inimese ja kana CK2α aminohapete järjestus on ligikaudu 98% identne, CK2α’-alaühikuga on sarnasus 97%.
CK2 aktiivsus mõjutab raku kasvu, vohamist, angiogeneesi (protsess, kus kasvajarakud loovad endale kasvuks ja arenguks vajaliku täiendava kasvajasisese veresoonte süsteemi) ja teisi raku arenemisega seotud protsesse, seetõttu on CK2 saanud potentsiaalseks sihtmärgiks vähiravis.

Struktuur

CK2 esineb enamasti hetero-tetrameerse kompleksina, mis on tuntud ka kui CK2 holoensüüm. See koosneb kahest regulatoorsest (β) ja kahest katalüütilisest (α ja α’) alaühikust. CK2 on katalüütiliselt aktiivne nii holoensüümina kui ka vaba katalüütilise alaühikuna.   
Kuigi katalüütilised alaühikud CK2α ja CK2α’ on struktuurselt suhteliselt sarnased, on need siiski erinevate geenide produktid. Nende katalüütilistes domeenides ilmneb CK2α ja CK2α’ struktuuris ligikaudu 90%-list identsus, mis seletab nende katalüütiliste alaühikute sarnasusi ensümaatilistes omadustes.  
Hiljuti inimrakus avastatud katalüütilise alaühiku CK2α’′ kohta on infot suhteliselt vähe. CK2α’′ aminohappelise järjestuse kohaselt on CK2α’′ struktuurilt suhteliselt sarnane CK2α-ga, nimelt mõlema katalüütilise alaühiku esimesed 353 aminohapet, väljaarvatud 127. asend (CK2α Thr ja CK2α’′ Ala), on CK2α ja CK2α’′ identsed. CK2α ja CK2α’ katalüütiliste alaühikute sarnasuse uurimiseks katsetati hiirte CK2α’ kodeeringut sisaldava geeni knockout-i (meetod, kus organismis muudetakse üks geen mittetöötavaks). Heterosügootse ja homosügootse hiire paaritamisel saadi elujõulised järglased, mis viitab, et CK2α on võimeline kompenseerima CK2α’-i, kui arvestada vaid järglaste elujõulisust. Kuid katsest ilmnes ka, et selliste hiirte isased järglased olid steriilsed, mis näitab, et CK2α ei ole täielikult võimeline kompenseerima funktsionaalsust CK2α’-i puudumisel.
Erinevalt katalüütilistest alaühikutest ei ole regulatoorsel CK2β alaühikul ulatuslikke sarnasusi teiste proteiinidega. β-alaühik on unikaalne proteiin ja imetajatel kodeerib seda vaid üks geen, erinevalt katalüütilistest alaühikutest. CK2β-l on holoensüümi kompleksis mitu ülesannet.  Katalüütiline alaühik CK2β stabiliseerib holoensüümi. Isoleeritud CK2β alaühiku ja CK2 holoensüümi kristallstruktuuri uurimisel on avastatud, et β-alaühik eksisteerib dimeerina. Samuti leiti, et CK2β homodimeeri moodustumine on vajalik katalüütiliste alaühikute korporeerimiseks tetrameeri. Bioloogilised uuringud on näidanud, et nii katalüütilised kui ka regulatoorsed alaühikud on võimelised eksisteerima eraldi. Katses Saccharomyces cerevisiae′ga, mis omab mõlemat CK2β alaühikut (nii CK2β kui ka CK2β‘), ilmnes, et nii ühe kui ka mõlema CK2β alaühikut kodeeriva geeni knockout ei omanud mingit mõju elujõulisusele ega ka kasvule, kuid muutis soolatundlikust Na+ ja Li+ ioonide suhtes. Vastupidiselt pärmiga teostatud eksperimendile ilmnes katsetes hiirtega aga, et proteiinkinaasi CK2β alaühik on hädavajalik raku elujõulisusele ja on seega äärmiselt oluline embrüo varajases arengus.

Funktsioon

CK2 on proteiinkinaas, mis aktsepteerib fosforüülrühma doonorina võrdselt hästi nii ATP-d kui ka GTP-d. CK2 kannab üle fosforüülrühma seriini ja treoniini jääkidele, kuid on võimeline ka fosforüleerima türosiini, kuigi palju madalama efektiivsusega.  Kõige hämmastavam proteiinkinaas CK2 omadus on selle pleiotroopsus (palju funktsioone, substraate) ning seetõttu on see eluliselt tähtis: proteiinkinaas CK2 on seotud väga erinevate mehhanismidega, ehk isegi kui kõik need mehhanismid üksikult pole asendamatud, siis kõikide nende mehhanismide välja jätmine oleks fataalne.  Proteiinkinaas CK2 on seotud mitut liiki rakuprotsessidega nagu näiteks raku jagunemine, motoorika, rakuskeleti reorganiseerimine ja rakkude vohamine.  
CK2 on atsidofiilne proteiinkinaas, tundes ära negatiivselt laetud aminohappeid sisaldavaid substraate.  
CK2 poolt äratuntava valgu sidumiskoha konsensusjärjestus on: 
(E/D/x)-(S/T/Y)-(E/D/x’)-(E/D/x)-(E/D)-(E/D/x),  
kus S/T/Y – fosforüülrühma aktseptor, x – mittepositiivne aminohappe jääk, x’ – mittepositiivne aminohappe jääk, välja arvatud proliin. Kõige tähtsam happeline aminohappe jääk asub positsioonil n+3. Tähtsuselt teine happeline aminohappe jääk asub positsioonil n+1. Juhul, kui positsioonil n+3 pole negatiivselt laetud aminohapet, on alati happeline aminohappe jääk positsioonil n+1 ja vastupidi. Aluselised aminohappe jäägid on äärmiselt haruldased positsioonide n-1 ja n+4 vahel.

Patogeenne potentsiaal

Patoloogilised seisundid, eriti vähkkasvajad, on seostatud proteiinkinaaside kõrgenenud aktiivsusega, mis on tihti tingitud mutatsioonidest. Kuigi seni pole leitud kasvajates ühtegi proteiinkinaas CK2 mutatsiooni, on siiski avastatud vähirakkudes CK2 kõrgenenud aktiivsus. Eksperimentaalselt on tõestatud, et CK2 ületootmine hiirte rakkudes on põhjustanud vähkkasvaja teket. 
CK2 kõrgenenud aktiivsus võib põhjustada kantserogeensust mitmel viisil. 
CK2 on võimeline reguleerima kasvaja supressorvalkude aktiivsust ja stabiilsust või parandada raku ellujäävust onkogeeni ja transkripsiooniliste aktivaatorite reguleerimise teel. Onkoproteiinid on põhilised valgud, mis põhjustavad rakkude kontrollimatut vohamist. On tähtis uurida kantserogeenide progressiooniga seotud mehhanisme, et oleks võimalik väljatöötada vähivastaseid ravimeid.  
CK2 liiga suur aktiivsus on seotud ka mitmete põletikuliste ning südame-, närvi- ja veresoonkonna haigustega. Lisaks on avastatud, et CK2 seostub ka mitmete viiruslike valkudega.