Рецепторные тирозинкиназы

Рецепторы — гликопротеиды. Распознав специфический лиганд (первичный мессенджер) и связавшись с ним, рецептор изменяет свою конформацию, что необходимо для передачи сигнала внутрь клетки на молекулу-мишень, часто с помощью вторичного мессенджера.

Внеклеточный домен. Его формирует N-конец цепи, функция – распо- знать и связаться с молекулой первичного мессенджера.

Трансмембранный домен. Состоит из одной или нескольких -спиралей

(ацетилхолиновый рецептора формирует трансмембранную пору или ионный канал). При связывания лиганда домен меняет свою конформа- цию, влияя на конформацию внутриклеточного домена, либо пропускает специфический ион.

Внутриклеточный (цитоплазматический) домен. Формирует С-конец цепи, функция — передача сигнал от первичного мессенджера внутрь

клетки. Два пути:

— домен связывается с внутриклеточными сигнальными белками (посредниками), которые доставляют сигнал к месту — молекуле-мишени; — домен может сам обладать ферментативной активностью, либо связы- вается с внутриклеточным ферментом и активирует его.

Классификация рецепторов клеточной поверхности (рецепторов клеточной мембраны)

1.Рецепторы, сопряженные с G белками (G-protein coupled receptors – GPCR) или семиспиральные рецепторы.

2.Каталитические рецепторы – обладают собствен- ной тирозин- и серин/треонин-протеинкиназной активностью, либо гуанилатциклазной активностью.

3.Рецепторы не каталитические – после активации лигандом приобретают способность взаимодейст- вовать с цитозольными тирозиновыми протеин- киназами, активируя их.

4.Регулируемые ионные каналы (лиганд-активируе- мые ионные каналы).

1.Рецепторы, сопряженные с G белками (G—protein coupled receptors – GPCR) или семиспиральные

рецепторы.

Образованы одной полипептидной цепью, 7 раз пронизываю- щей мембрану. Трансмембранные фрагменты – -спирали (20-28

гидрофобных аминокислот).

Самый эволюционно древний класс рецепторов, известно около тысячи различных лигандов (в т.ч. к этому классу относят- ся «орфан-рецепторы»). Типичные лиганды: адреналин, норадре- налин, пептидные гормоны (в т.ч глюкагон) — действуют через —

адренорецепторы, а также нейропептиды, дофамин, опиоиды. После активации рецепторы обретают способность взаимо-

действовать с гетеротримерными G-белками, которые связаны с внутренним липидным слоем плазматической мембраны. G-бел- ки состоят из трех субъединиц: -, — и -. Их активация приводит к диссоциации -субъединцы от димера. Основной эффект оказывает -субъединица (её разновидности):

а). влияет на активность аденилатциклазы, которая синтезирует цАМФ (Gs и Gi-белки, содержащие G s— и G i – субъединицы).

б). активирует ФЛазу С : синтез ДАГ и И3Ф (G q-белки).

Строение GPCR-рецептора (плоскостная модель)

GRK – сериновая репторная киназа

3D-модель GPCR — рецептора

Плоскость слайда – соответствует наружной поверхности клеточной мембраны. Красным цветом обозначены участки пептидной цепи, обращенные во внекле- точное пространство. Зеленые цилиндры – трансмембранные -спиральные участки белковой цепи.

Молекула адреналина, связавшаяся с рецептором

Синим цветом обозначе- ны участки пептидной цепи,

обращенные в сторону цитоплазмы.

2.Каталитические рецепторы – обладают собственной тирозин- или серин/треонин-протеинкиназной актив- ностью (рецептор-ассоциированные киназы) и гуа- нилатциклазной активностью.

Вторая по численности группа рецепторов после GPCR. Рецеп-

торы имеют один трансмембранный домен. В результате связы- вания с лигандом, конформация всей молекулы рецептора меня- ется, что приводит к димеризации рецептора и «включению» во внутриклеточных доменах собственной ферментативной активности:

2.а. протеинкиназной (ПК) активности (тирозинкиназной активности);

2.б. гунилатциклазной (ГЦ) активности.

2.а. Рецепторы с тирозинкиназной активностью

Важнейшие лиганды: инсулин и различные факторы роста.

Характерное проявление их активации и изменения конформа- ции – образование димеров. Как гомодимеров (простое усиление сигнала), так и гетеродимеров — два разных рецептора из этого же класса (увеличение числа внутриклеточных сигнальных путей, запускаемых одним лигандом).

В результате димеризации рецепторов, в их цитозольных до- менах «включается» тирозинкиназная активность. Благодаря ей происходит аутофосфорилирование остатков тирозина цито- зольных доменов — на их поверхности появляются фосфотиро- зины (докинг-участки), по которым связываются различные внутриклеточные сигнальные белки – посредники, содержащие SH2-домены.

Схема активации рецепторов, обладающих собственной тирозинкиназной активностью

Связывание лиганда с рецептором димеризация активация собственной тирозинкиназной активности аутофосфорилиро-

вание остатков тирозина на поверхности цитозольных доменов рецепторов.

Образование нескольких фосфорилированных остатков тирозина на цитозольном домене активированного рецептора к тромбоци- тарному фактору роста (результат аутофосфорилирования)

Фосфорилированные остатки тирозина, обра- зуют участки связыва- ния (докинг-участки) для внутриклеточных сиг- нальных белков (пока- заны на рисунке), содер- жащих SH2-домены.

SH2-домены распознают фосфотирозины.

На схеме показана одна из двух молекул димера рецептора

Пример гетеродимера: классический рецептор к фактору роста эпидермиса (ФРЭ) + его разновидность (ErbB-3) = ФРЭ + ErbB-3. Фосфотирозины в ErbB-3 распознаются SH2–доменами в составе

фосфатидилинозитол-3-киназы, которая при этом акти- вируется: два пути, включаемые одним лигандом – вактором роста эпидермиса.

NB: Тирозинкиназная активность м.б. «выключена» в резуль- тате фосфорилирования внутриклеточного домена рецептора по остаткам серина и треонина под действием ПКА и ПКС.

Источник: studfile.net

Источник: https://naturalpeople.ru/receptornye-tirozinkinazy/

Проведение сигнала мономерными тирозинкиназами

Связывание лигандов Рц, содержащими Ig-структуры, может регулироваться протеогликанами.

В типичном варианте связывание лиганда вызывает димериза-цию Рц, сопровождающуюся взаимным фосфорилированием внутриклеточных доменов СЕ димера.

Это имеет, как минимум, два последствия: 1) повышение ферментативной активности киназных доменов и 2) создание сайтов связывания белков, узнающих короткие аминокислотные мотивы, содержащие фосфотирозил.

Функцию такого узнавания выполняют специализированные домены белков, наиболее распространённым из которых является домен SH2 (домен гомологии 2 с внутриклеточной тирозинкиназой src), состоящий приблизительно из 100 а.к. остатков.

Связываемые с фосфорилированным Рц белки могут становиться его субстратами, т.е. подвергаются фосфорилированию. Если данный ассоциированный с Рц белок является ферментом, то фосфорилирование меняет (повышает) его ферментативную активность.

Если ассоциированный белок является адаптером, то его фосфорилирование обеспечивает опосредованное взаимодействие с Рц третьего белка, который либо за счёт фосфорилирования Рц, либо за счёт изменения своей конформации при связывании может менять свою активность. Связывание Рц и ферментативных, и адапторных белков ведёт к изменению их внутриклеточной локализации, приближая к месту реализации их активности.

Аутофосфорилирование Туг857 имеет значение для повышения ферментативной активности Рц. С фосфорилированным Рц сайт-специфично взаимодействует ряд 8Н2-содержащих белков — фосфолипаза С-у (PLC-y), регуляторная СЕ (р85) фосфатидилинозитол З’-киназы (РІЗК); белок GAP, активирующий ГТФазу Ras; 3 члена семейства тирозинкиназ Src (pp60c-src, p59fyn, pp62c-yes), протеинтирозинфосфатаза-2 (SHP-2).

Рецепторная молекула

Домены SH2 узнают последовательности с консенсусом Y(P)XNX. Ряд других белков (адаптеров), содержащих SH2 домены, (например, трансформирующий белок, содержащий домен 2 гомологии с Src, She), может связываться с несколькими фосфорилированными сайтами Рц, т.е.

относительно неспецифично [She содержит ещё один узнающий содержащие фосфотирозин последовательности с консенсусом NPXY(P) домен, РТВ]. Некоторые БШ-содержашие белки включают ещё одну область гомологии (SH3), также участвующую в межбелковых взаимодействиях (SH3 узнает содержащие пролин мотивы).

Это позволяет адапторным белкам выполнять функцию мостиков между Рц или ассоциированными с ним белками и нижележащими элементами системы проведения сигнала.

Например, белок 2, связывающий Рц факторов роста (Grb2), может связываться непосредственно с Рц или с ассоциированными с Рц р85 СЕ PI3K, SHP-2 или She, причём домены Grb2, вовлечённые в эти взаимодействия, могут различаться. Ниже приведена доменная организация некоторых адапторных белков.

Отметим, что рецепторная молекула не может равноценно взаимодействовать одновременно со всеми ферментативными и адап-торными белками, обладающими сродством к Рц. Так, связывание с Рц PLCy или Ras-GAP снижает способность PDGFRp активировать PI3K.

Адапторные белки участвуют не только в проведении сигнала данным Рц, но и связывают между собой системы проведения сигналов Рц разных типов.

Например, адапторный белок Nck2 (non-catalytic region of tyrosine kinase — белок, содержащий некаталитическую область тирозинкиназы) взаимодействует одновременно с рецепторными тирозинкиназами и другим адапторным белком — PINCH (particularly interesting new Cys-His protein) — «особенно интересный новый Cys-His белок»), который в свою очередь образует комплекс со связанной с интегринами протеинкиназой ILK (integrin-linked protein kinase), участвующей в проведении сигнала Рц клеточной адгезии интегринами.

Функции ферментов

PINCH также взаимодействует с белками группы DOCK (dedicator of cytokinesis protein — предназначенный для цитокинеза), участвующими в изменениях поверхности клеток при их адгезии.

Рц-тирозинкиназы могут взаимодействовать с белками группы DOCK и более прямым способом — через адапторные белки Nek и Crk (в связывании DOCK участвуют SH3 домены адаптеров).

Таким образом, адапторные белки формируют сложные сети взаимодействий разных сигнальных систем.

Ниже рассмотрены функции ферментов, ассоциированных с активированным PDGFRp\Ras-GAP (белок 1, активирующий ГТФазу Ras) наряду с SH2 доменами содержит несколько других функциональных доменов — SH3, домен гомологии с плекстрином (РН); домен зависимого от кальция связывания липидов (С2); домен, активирующий ГТФазную активность Ras (Ras-GAP).

Вопреки своему наименованию, GAP не активирует, а ингибирует Ras за счёт ускорения гидролиза связанного с Ras ГТФ (т.е. GAP активирует ГТФазную активность Ras) с участием С-концевого домена GAP. Тем самым рекрутирование GAP фосфорилированным Рц-тирозинкиназой ведёт к ингибированию сигнального пути Ras -» МАРК.

Мутации в домене SH2 GAP, посредством которого этот белок взаимодействует с Рц, могут вести к злокачественному перерождению клеток. Помимо Ras, GAP может взаимодействовать с рядом других белков и регулировать их активность.

Так, взаимодействие с GAP эндорибонуклеазы G3BP может влиять на скорость дефосфорилирования последней и тем самым — на интенсивность деградации РНК в клетке. Установлено также, что GAP служит не только регулятором Ras, но и его эффектором.

Один из возможных механизмов данного пути заключается во взаимодействии домена SH3 GAP с киназным доменом серин/треонинкиназ группы Аврора, приводящим к ингибированию ферментативной активности последних (киназы группы Аврора участвуют в завершении митотического цикла).

Образование двух вторых посредников гормонального действия

Домены РН и С2 GAP участвуют в ингибировании пролиферации клеток.

PLCy (фосфолипаза Су) играет важную роль в проведении сигналов нескольких классов Рц, включая Рц-тирозинкиназы. Катализирует образование двух вторых посредников гормонального действия — диацилглицерола (DAG) и инозитол-1,4,5-трифосфата (IP3) путём гидролиза фосфатидилинозитол-4,5-бифосфата.

Каталитическая активность фермента, определяемая доменами X и Y, повышается в результате фосфорилирования Рц-тирозинкиназами. Фосфорилировать и активировать PLCy способны и нерецепторные тирозинкиназы, включая киназы группы Src, активируемые рецепторными тирозинкиназами.

Другие домены фермента могут участвовать в межбелковых взаимодействиях, определяющих другие пути проведения сигнала с участием PLCy. Так, показано связывание PLCy через домены SH2 и SH3 с белком р115, участвующим во внутриклеточном транспорте и слиянии с плазматической мембраной секреторных пузырьков.

SH3 домен фермента посредством неизвестного пока механизма обеспечивает гормональную стимуляцию вхождения кальция в клетки. Существенно, что для этой стимуляции ферментативная активность PLCy не требуется.

С доменом РН PLCy способен взаимодействовать фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфат (Р1-3,4,5-Р3) — продукт каталитической активности ещё одного ассоциированного с тирозинкиназными Рц фермента — PI3K. Это взаимодействие стимулирует перемещение PLCy в головную зону мигрирующей клетки, где фермент, как предполагается, модулирует полимеризацию актина.

Src — семейство цитоплазматических протоонкогенных тирозинкиназ. N-конец модифицирован миристатом, что обеспечивает заякоривание в плазматической мембране. Наиболее широко экспрессируются src, fyn, yes.

Источник: https://www.webdiabet.ru/retseptornye-tirozinkinazy/