Рецепторы фактора роста с тирозинкиназной активностью (RTK)
Поскольку рецепторные протеинкиназы фосфорилируют белки по тирозиновым остаткам, их относят к тирозинкиназам и называют рецепторами тирозинкиназными ( RTK )
Существует 19 классов рецепторных тирозинкиназ, выделяемых на основе гомологии первичной структуры, структурных характеристик и аминокислотных мотивов цитоплазматического домена, их основные типы представлены на рис 2 [ Wilks A.F., 1993 , Shawver L.K et al, 1995 ].
Это большие белки. Так, рецептор эпидермального фактора роста состоит из 1186 аминокислот.
Эти рецепторы один раз проходят через мембрану. К середине 90-х годов выявлено четыре подтипа рецепторов типа тирозинкиназы (см. рис. 8. Рецепторы тирозинкиназные) и рис 7-5 - схема активации тирозинкиназных рецепторов.
Рецепторы ростовых факторов 1 типа с протинкиназной активностью
Рецепторы ростовых факторов 2 типа с протеинкиназной активностью
Рецепторы ростовых факторов 3 типа с протеинкиназной активностью
Рецепторы ростовых факторов 4 типа с протеинкиназной активностью
Действие рецептора определяется не только его принадлежностью к данному типу, но и субстратной специфичностью его тирозинкиназного домена.
В случае эпидермального фактора роста и фактора роста из тромбоцитов показано, что их рецепторы фосфорилируют гамма-1- изоформу фосфолипазы С , что приводит к ее активации [ Pandiella et al., 1989 ]. Также фосфорилируются белки 3-киназа фосфатидининозитола , активатор ГТФазы белка ras ( GAP белок ), киназы белков МАР , киназы белков raf , липокортин и белок c-crb B-2 [ Carpenter, Cohen,1990 ].
RTK активируются лигандами, димеризуются и фосфорилируют внутриклеточные субстраты, порождая мощный сигнал, управляющий важными клеточными реакциями: пролиферацией , дифференцировкой , метаболизмом и генной экспрессией.
Многие RTK вовлечены в процессы злокачественного роста . Мутировавшие RTK могут генерировать внутриклеточный сигнал пролиферации и в отсутствии лиганда. Так, фактор роста, кодируемый NEW локусом, участвует в развитии рака легких .
Другие мутантные рецепторы факторов роста могут блокировать дифференцировку определенных типов клеток.
Структура и функционированние RTK рецепторов показано на рис.mb20-28 . Для них характерно аутофосфорилирование , играющее большую роль в передаче сигнала.
С цитозольным доменом RTK связываются два типа белков, содержащие
SH2-домен , специфичные к фосфотирозиновым остаткам в активированных RTK:
адапторные белки GRB2 , соединяющие рецептор с другими белками, но сами не передающие сигнала.
ферменты, связывающиеся с SH2 доменами, вовлеченные в сигнал-передающие пути: GAP , Syp фосфотаза , PI3 киназа , PLC гамма
Общим свойством рецепторов фактров роста является их склонность к димеризации и аутофосфорилированию.
Все известные клеточные рецепторы факторов роста относятся к группе каталитических: они обладают тирозинкиназной активностью, ( RTK рецепторы) индуцируемой связыванием лиганда, и имеют соответствующий каталитический домен.
Эти рецепторы являются мультидоменными белками, с Mr около 190kDa, однократно пронизывающими плазматическую мембрану (кроме класса 3, см. рис. 8 )
Надмембраная часть рецепторов содержит либо области, обогащенные Cys (классы 1-3),либо домены, аналогичные иммуноглобулинам (классы 4,5).
Далее следуют гидрофобный трансмембранный домен и подмембранный домен, различающийся у представителей разных классов, однако консервативный в пределах класса.
Подмембранные домены могут содержать оксиаминокислоты , фосфорилирование/дефосфорилирование которых модулирует различные аспекты передачи сигнала.
Интересный пример взаимодействия на этом уровне был описан для EGF-R и PDGF-R ( Lin H. ea, 1986 , цит по Ullrich A. and Schlessinger J., 1990 ): активация PDGF-R вела к ослабленному клеточному ответу на EGF . Выясилось, что PDGF-R активирует PKC ( рис. 12 ), которая в свою очередь фосфорилирует Thr 654 в подмембранном домене EGF-R. Это приводит к невозможности активации EGF-R, притом его сродство к лиганду не меняется.
Цитоплазматический тирозинкиназный домен является самой консервативной областью рецепторов. Он содержит сайт связывания ATP . У рецепторов классов 4 и 5 каталитический домен разделен на две части вставочной областью - до 100 гидрофильных аминокислотных остатка.
Показано, что каталитический домен всех факторов роста ( GF-R ) содержит по крайней мере один остаток Tyr (Tyr 857 для PDGF-R, Kazlauskas A. and Cooper J.A., 1989 ), фосфорилирование которого регулирует киназную активность рецептора.
Вставочная область (классы 4, 5) также содержит Tyr (751 для PDGF-R, Kazlauskas A. and Cooper J.A., 1989 ), ответственый за ассоциацию рецептора с клеточными субстратами. В случае PDGF-R было показано, что вставочная область рецептора необходима для генерирования полного клеточного ответа на стимуляцию. Рецептор с мутацией в этом районе не индуцировал синтеза ДНК в клетках (линия СНО, Escobedo J. ea, 1988 ), однако повышение концентрации фосфоинозитидов имело место. см. рецепторные тирозинкиназы
Все рецепторные тирозинкиназы имеют сходное строение - состоят из лигандсвязывающего внеклеточного участка, гидрофобного трансмембранного домена и внутриклеточной (цитоплазматической) области. Последняя наряду с каталитическим тирозинкиназным доменом содержит регуляторные зоны.
Рецептор тирозинкиназный активированный: образов. белкового комплекса
Смотрите также:
