Передача сигнала внутриклеточная от рецепторов факторов роста: SH домены и Ras-белки
Процессы стимуляции тирозинкиназной активности при связывании агонистов рецепторами ростовых факторов достаточно хорошо известны [ Буланова Е.Г., Будагян В.М., 1993 ]. Связывание лиганда с рецептором, обладающим собственным тирозинкиназным доменом , вызывает аутофосфорилирование рецептора . Важный принцип в активации рецепторных тирозинкиназ заключается в их димеризации под действием лиганда, Предполагается, что при димеризации две молекулы рецептора фосфорилируют друг друга по остаткам тирозина в цитоплазматическом домене. Если одна из субединиц не имеет киназной активности вследствие, например, какого то повреждения, димер не активируется.
Необходимо отметить, что при связывании лиганда происходит фосфорилирование молекулы рецептора по нескольким сайтам [ Буланова Е.Г., Будагян В.М., 1993 , Arvidsson A.-K. ea, 1994 ]. Предполагается, что каждый из сайтов фосфорилирования в рецепторе играет определенную роль при развитии дальнейших событий передачи сигнала [ Arvidsson A.-K. ea, 1994 ].
На этом этапе в передачу сигнала вступают так называемые белки-адапторы , и для их функционирования очень важны содержащиеся в них домены гомологии белку Src ( SH2-домен и SH3-домен ).
SH2-Домены опосредуют взаимодействие SH2- содержащих белков с другими белками, фосфорилированными по тирозину. Подобные взаимодействия могут осуществляться и внутримолекулярно [ Weng Z. ea, 1994 ]. В конечном счете это приводит к изменению активности взаимодействующих молекул. В частности, определенные изоформы фосфолипазы С содержат SH2-домен и является субстратом для тирозинового фосфорилирования рецептором PDGF и рецептором EGF [ Weng Z. ea, 1994 , Nishibe S. ea, 1990 ]. Этим способом РLC и, как следствие, PKC активируются без участия GTP-связывающих белков .
Роль SH3-домена изучена в меньшей степени, однако для регуляции активности Ras-белка важно то, что адапторный белок Grb2 ("growth factor receptor binding protein"), который имеет один SH2 и два SH3-домена, взаимодействует посредством SH2-домена с фосфорилированным по тирозину рецептором , а посредством SH3-доменов - с фактором, изменяющим активность Ras-белка - Sos-фактором . Sos (обнаруженный изначально у дрозофилы и имеющий гомологию с подобными факторами у позвоночных, например, с человеческим Sos - hSos ) - это фактор обмена гуаниновых нуклеотидов. Он активирует образование GTP-связанной формы Ras , в противоположность RasGAP (белок, активирующий GTPазные свойства Ras), который способствует накоплению GDP-связанной, неактивной формы Ras-белка [ Egan S.E. and Weinberg R.A., 1993 ]. RasGAP имеет SH2-домен и фосфорилируется по тирозину при активации рецептора PDGF и рецептора EGF [Hunter T., 1991, Weng Z. ea, 1994 ].
Эта модификация понижает активность RasGAP. Если учесть, что при этом стимулируется фактор Sos, то можно видеть, что Ras-белок активируется двояко - за счет активации активатора и репрессии репрессора.
Активация Ras- это последняя реакция на уровне цитоплазматической мембраны , определяющая дальнейшую активацию отдельного пути передачи сигнала. Ras-опосредованный сигналпередающий путь - третий регуляторный механизм, запускаемый при взаимодействии внешних факторов с мембраной клетки.
Рецепторные тирозинкиназы (receptor tyrosine kinase, RTK) [ Pazin ea 1992 ] активируются при связывании лиганда с внешним внеклеточным доменом. Важный принцип в активации рецепторных тирозинкиназ заключается в их димеризации под действием лиганда. Предполагается, что при димеризации две молекулы рецептора фосфорилируют друг друга по остаткам тирозина в цитоплазматическом домене. Если одна из субединиц не имеет киназной активности вследствие, например, какого то повреждения, димер не активируется. Фосфорилированный цитоплазматический домен приобретает способность к связыванию цитоплазматических белков, выступающих в роли передатчиков сигнала от рецептора в клетку. В связывании участвуют фосфорилированные тирозины цитоплазматического домена RTK. Сигнальные молекулы являются промежуточным звеном в многообразных откликах клетки на внешний сигнал.
Возьмем например рецептор фактора роста тромбоцитов PDGFR . После взаимодействия с фактором роста тромбоцитов ( PDGF ) этот рецептор автофосфорилируется и активируется. В результате он приобретает способность к взаимодействию с несколькими сигнальными молекулами. Среди них фосфатидилинозитол-3-киназа , фактор, активирующий GTP-азу GAP , и белок с-Src .
Связывание с сигнальными молекулами происходит за счет белковых последовательностей, окружающих остаток фосфотирозина в рецепторе. Большинство сигнальных молекул содержат специфический домен SH-2 , гомологичный одному из функционально важных доменов онкобелка c-Src [ Featherstone ea 1997 ]. Этот домен и осуществляет белок- белковые взаимодействие между RTK и сигнальной молекулой.
Активированный рецептор и нерецепторные тирозинкиназы фосфорилируют тирозин у нескольких белков и среди них у адапторного белка Shc . Этот белок не обладает каталитическими функциями, но за счет белок-белковых взаимодействий обеспечивает возникновение физической цепочки передачи сигнала к RAS (который также называют р21ras ). Эта модификация понижает активность RasGAP. Если учесть, что при этом стимулируется фактор Sos, то можно видеть, что Ras-белок активируется двояко - за счет активации активатора и репрессии репрессора.
Для регуляции активности Ras-белка важно то, что адапторный белок Grb2 ("growth factor receptor binding protein"), который имеет один SH2 и два SH3-домена, взаимодействует посредством SH2-домена с фосфорилированным по тирозину рецептором , а посредством SH3-доменов - с фактором, изменяющим активность Ras-белка - Sos-фактором . Sos (обнаруженный изначально у дрозофилы и имеющий гомологию с подобными факторами у позвоночных, например, с человеческим Sos - hSos ) - это фактор обмена гуаниновых нуклеотидов. Он активирует образование GTP-связанной формы Ras , в противоположность RasGAP (белок, активирующий GTPазные свойства Ras), который способствует накоплению GDP-связанной, неактивной формы Ras-белка [ Egan S.E. and Weinberg R.A., 1993 ]. RasGAP имеет SH2-домен и фосфорилируется по тирозину при активации рецептора PDGF и рецептора EGF [Hunter T., 1991, Weng Z. ea, 1994 ].
Активация Ras- это последняя реакция на уровне цитоплазматической мембраны , определяющая дальнейшую активацию отдельного пути передачи сигнала. Ras-опосредованный сигналпередающий путь - третий регуляторный механизм, запускаемый при взаимодействии внешних факторов с мембраной клетки.
Фосфорилированный Shc вместе с автофосфорилированным рецептором связывают SH2 домен белка Grb2 (growth factor receptor binding protein). Этот комплекс в свою очередь присоединяет белок Sos (Son of sevenless protein), который представляет собой белок, стимулирующий диссоциацию гуаниновых нуклеотидов из комплексов с RAS. После этого Sos способствует отделению гуанозиндифосфата (GDP) из комплекса с RAS белком. Освободившийся от GDP белок RAS теперь может вместо GDP присоединить гуанозинтрифосфат и активироваться для дальнейшей передачи сигнала. Последующая передача заключается в активации MAPK каскада
См. Передача сигналов факторов роста семейства TGFb (бета)
Смотрите также:
