在蛋白质上添加可逆性的磷酸基团对真核细胞信号传导起着非常重要的作用，蛋白质的磷酸化和去磷酸化能调节多种细胞内运作。随着蛋白激酶数量的快速增加，研究细胞内何种激酶与何种底物相互作用就显得更具挑战性。通过与已知底物的氨基酸序列进行配对比较来发现共有磷酸化位点基序已被证实是有效的方法。在可能的蛋白底物中，这些基序有助于预测某个特定蛋白激酶磷酸化位点。
由于决定蛋白激酶的特异性涉及较为复杂的三维空间的相互作用，因此，这些所谓的基序，会把这个问题过度单纯化了（见综述1），因为它们仅是一小段能够接受磷酸残基的具有一级结构的氨基酸序列。而可能出现的其他决定因素是没有考虑进去的，如：二级、三级结构，及来自其他肽链或者来自同一条链较远距离等因素。再者，对一个特定的特异性基序，不是所有的基团在被激酶识别和磷酸化时都起着同等重要的作用。因此，使用时要注意。
另一方面，事实证明，这些共有序列中的许多基团已被证实确实是重要的识别原件，非常简单化了的基序使它们在研究蛋白激酶和其底物时显得非常有用。除了预测磷酸化位点以外，根据共有序列合成的短小寡肽也常常成为蛋白激酶活性检测的有效底物。
下表总结了一些各种已被充分研究过的蛋白激酶的特异性基序，并列举了在特定蛋白质中已知的磷酸化位点（更完全的数据参见2）。磷酸基团受体残基用红色表示，在特定的位点上那些功能性可互换的氨基酸用斜杠（/）区分，“X”表示那些不参与识别的残基。
某些蛋白激酶如：CKL和GSK-3在它们的识别基序中都含有氨基酸磷酸化残基，称为“递阶蛋白激酶（hierarchical protein kinases）（见综述3）。这类激酶通常需要事先在自己磷酸化位点的邻近部位被另一个蛋白激酶磷酸化。S (P)表示已被磷酸化的丝氨酸残基。
| 蛋白激酶 |
识别基序a |
磷酸化位点b |
蛋白底物（参考文献） |
cAMP-dependent Protein Kinase (PKA, cAPK) |
R-X-S/Tc
R-R/K-X-S/T |
Y7LRRASLAQLT
F1RRLSIST
A29GARRKASGPP |
pyruvate kinase (2)
phosphorylase kinase, αchain (2)
histone H1, bovine (2) |
Casein Kinase I (CKI, CK-1) |
S(P)-X-X-S/T |
R4TLS(P)VSSLPGL
D43IGS(P)ES(P)TEDQ |
glycogen synthase, rabbit muscle (4)
αs1-casein (4) |
Casein Kinase II (CKII, CK-2) |
S/T-X-X-E |
A72DSESEDEED
L37ESEEEGVPST
E26DNSEDEISNL |
PKA regulatory subunit, RII (2)
p34cdc2, human (5)
acetyl-CoA carboxylase (2) |
Glycogen Synthase Kinase 3 (GSK-3) |
S-X-X-X-S(P) |
S641VPPSPSLS(P)
S641VPPS(P)PSLS(P) |
glycogen synthase, human (site 3b) (6,2)
glycogen synthase, human (site 3a) (6,2) |
Cdc2 Protein Kinase |
S/T-P-X-R/Kc |
P13AKTPVK
H122STPPKKKRK |
histone H1, calf thymus (2)
large T antigen (2) |
Calmodulin-dependent Protein Kinase II (CaMK II) |
R-X-X-S/T
R-X-X-S/T-V |
N2YLRRRLSDSN
K191MARVFSVLR |
synapsin (site 1) (2)
calcineurin (2) |
Mitogen-activated Protein Kinase (Extracellular Signal-regulated Kinase) (MAPK, Erk) |
P-X-S/T-Pd
X-X-S/T-P |
P244LSP
P92SSP
V420LSP |
c-Jun (7)
cyclin B (7)
Elk-1 (7) |
cGMP-dependent Protein Kinase (cGPK) |
R/K-X-S/T
R/K- X -X-S/T |
G26KKRKRSRKES
F1RRLSIST |
histone H2B (2)
phosphorylase kinase (αchain) (2) |
Phosphorylase Kinase (PhK) |
K/R-X-X-S-V/I |
D6QEKRKQISVRG
P1LSRTLSVSS |
phosphorylase (2)
glycogen synthase (site 2) (2) |
Protein Kinase C (PKC) |
S/T-X-K/R
K/R- X -X-S/T
K/R-X-S/T |
H594EGTHSTKR
P1LSRTLSVSS
Q4KRPSQRSKYL |
fibrinogen (2)
glycogen synthase (site 2) (2)
myelin basic protein (2) |
Abl Tyrosine Kinase |
I/V/L-Y-X-X-P/Fe |
|
|
Epidermal Growth Factor Receptor Kinase (EGF-RK) |
E/D-Y-X
E/D-Y-I/L/V |
R1168ENAEYLRVAP
A767EPDYGALYE |
autophosphorylation (2)
phospholipase C-g(2) |
单字母氨基酸表示:
A = alanine, C = cysteine, D = aspartic acid, E = glutamic acid, F = phenylalanine, G = glycine, H = histidine, I = isoleucine, K = lysine, L = leucine, M = methionine, N = asparagine, P = proline, Q = glutamine, R = arginine, S = serine, T = threonine, W = tryptophan, V = valine, Y = tyrosine, X = any amino acid
a 除非特别注明，所有识别基序均摘自参考文献（2）。欲了解更多的磷酸化位点序列和特异性基序请参见文献（2）。
b 下标数字指某一给点多肽链上第一个氨基酸的位置。
c 见参考文献 (1)。
d见参考文献 (7)。
e见参考文献 (8)。见参考文献(8)和(9)中对Abl底物识别性的讨论。
参考文献:
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- Pearson, R. B., and Kemp, B. E. (1991). In T. Hunter and B. M. Sefton (Eds.), Methods in Enzymology Vol. 200, (pp. 62–81). San Diego: Academic Press.
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- Flotow, H. et al. (1990) J. Biol. Chem. 265, 14264–14269.
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- Fiol, C. J. et al. (1990) J. Biol. Chem. 265, 6061–6065.
- Davis, R. J. (1993) J. Biol. Chem. 268, 14553–14556.
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