チミジンキナーゼ
チミジンキナーゼによって触媒される反応の産物であるチミジン一リン酸は、チミジル酸キナーゼ(英語版)によってリン酸化されてチミジン二リン酸となり、ヌクレオシド二リン酸キナーゼ(英語版)によってさらにリン酸化されてチミジン三リン酸となる。チミジン三リン酸は、DNAポリメラーゼと相補的DNA分子(レトロウイルスの逆転写酵素の場合にはRNA分子)によって触媒される反応によってDNA分子に組み込まれる。
チミジン一リン酸は細胞内の他の反応によっても産生され、一例としてチミジンとは無関係な代謝経路の産物であるデオキシウリジン一リン酸のチミジル酸シンターゼ(英語版)によるメチル化によって産生される。DNA修復のためのチミジン一リン酸の供給にはこの経路で十分である。一方で細胞が分裂を行おうとするときには、DNAの新たなセットが必要であり、チミジン一リン酸などのビルディングブロックの需要が増大する。細胞は分裂時に必要な酵素の一部を合成することで分裂に備える。これらは通常は細胞内に存在せず、ダウンレギュレーションや分解が行われている。こうした酵素はサルベージ酵素(salvage enzyme)と呼ばれている。TK1はサルベージ酵素の一例であるが、TK2やチミジル酸シンターゼは細胞周期依存性を示さない。
TK1合成後の修飾による四量体の形成は酵素活性を高め、酵素活性の調節機構となっていることが示唆されている。四量体の形成はタマホコリカビ属(英語版)系統の分岐後の動物系統で観察される。そのDNA合成の微調節への利用は、温血脊椎動物が脊椎動物から分岐した後に確立されたことが示唆されている。また、後生動物におけるTK様酵素ファミリーの進化の研究も行われている。
“Deoxypyrimidine monophosphate bypass therapy for thymidine kinase 2 deficiency”. EMBO Molecular Medicine 6 (8): 1016–27. (August 2014). doi:10.15252/emmm.201404092. PMC 4154130. PMID 24968719. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4154130/.
“Thymidine kinase: diagnostic and prognostic potential”. Expert Review of Molecular Diagnostics 1 (4): 428–33. (November 2001). doi:10.1586/14737159.