チミジンキナーゼ
チミジンキナーゼの利用法として、一部の腫瘍細胞に存在し、正常細胞には存在しないもの(腫瘍マーカー)を活用したものがある。腫瘍マーカーの例としては、癌胎児性抗原(CEA)やα-フェトプロテイン(AFP)が挙げられる。こうした腫瘍マーカー遺伝子をチミジンキナーゼのプロモーターとして利用すると、腫瘍マーカーを発現する細胞ではチミジンキナーゼが活性化されるが、正常細胞では活性化されないため、ガンシクロビル治療によって腫瘍細胞のみを死滅させることができる。こうした遺伝子治療ベースのアプローチは未だ実験段階であり、腫瘍細胞を標的とした遺伝子導入に関する問題は完全に解消されてはいない。
TK1は細胞周期のS期の間に合成される。細胞分裂が完了するとTK1は細胞内で分解され、細胞分裂が正常に終結した場合には体液へ流出することはない。細胞内でのチミジンキナーゼの作用にはフィードバック調節が存在し、さらなるリン酸化の産物であるチミジン三リン酸(TTP)はチミジンキナーゼの阻害剤として作用する。その結果、核酸合成のために利用可能なTTPの量の均衡が得られ、系が過飽和に達することはない。チミジンの非毒性アナログである5'-アミノチミジンはこの調節機構に干渉し、それによって抗がん剤として用いられるチミジンアナログの細胞毒性を高める。チミジンやチミジンアナログのリン酸化の反応速度論は複雑であり、部分的な理解しか得られていない。チミジンからTTPへの全体的なリン酸化はミカエリス・メンテン型の速度論には従わず、チミジンやウリジンのさまざまなリン酸化物が互いのリン酸化に干渉している。生物種によってTKの速度論は互いに異なり、また特定の種の中でもその形態(単量体、二量体、四量体、血清型)によって速度論的特性が異なる。
ウイルス特異的チミジンキナーゼは単純ヘルペスウイルス、水痘帯状疱疹ウイルス、EBウイルスで同定されている。
+ ATP ---> + ADP
チミジンはATPと反応し、チミジン一リン酸とADPが生じる。
1.4.428. PMID 11901857.
“The role of thymidine kinase in cancer diseases”. Expert Opinion on Medical Diagnostics 2 (2): 129–41. (February 2008). doi:10.1517/17530059.2.2.129. PMID 23485133.
“Thymidine kinase 1 as a tumor biomarker: technical advances offer new potential to an old biomarker”. Biomarkers in Medicine 12 (9): 1035–1048. (September 2018). doi:10.2217/bmm-2018-0157. PMID 30039979.