Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
немембранная протеинтирозинкиназа
Идентификаторы
ЕС нет.2.7.10.2
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
BRENDABRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
Структуры PDB RCSB PDB PDBe PDBsum
Генная онтологияAmigo / QuickGO
Поиск
ЧВКстатьи
PubMedстатьи
NCBIбелки

Номера рецепторных тирозинкиназы ( nRTKs ) являются цитозол IC ферменты , которые ответственны за катализирующий перенос фосфатной группы от нуклеозидтрифосфат донора, таких как АТФ , для остатков тирозина в белках . Нерецепторные тирозинкиназы представляют собой подгруппу тирозинкиназ семейства белков , ферментов, которые могут переносить фосфатную группу с АТФ на тирозиновый остаток белка (фосфорилирование). Эти ферменты регулируют многие клеточные функции, включая или выключая другие ферменты в клетке.

В отличие от рецепторных тирозинкиназ (RTK), второй подгруппы тирозинкиназ, нерецепторные тирозинкиназы являются цитозольными ферментами. Тридцать две нерецепторные тирозинкиназы были идентифицированы в клетках человека ( EC 2.7.10.2 ). Нерецепторные тирозинкиназы регулируют рост, пролиферацию, дифференциацию, адгезию, миграцию и апоптоз клеток, и они являются критическими компонентами в регуляции иммунной системы .

Функция [ править ]

Основная функция nRTK заключается в их участии в передаче сигнала в активированных Т- и В-клетках иммунной системы. [1] Передача сигналов многими рецепторами зависит от nRTK, включая рецепторы Т-клеток ( TCR ), рецепторы B-клеток ( BCR ), рецепторы IL-2 ( IL-2R ), рецепторы Ig, эритропоэтин ( EpoR ) и рецепторы пролактина . Рецепторам CD4 и CD8 на Т-лимфоцитах для передачи сигналов требуется член семейства Src Lck.. Когда антиген связывается с Т-клеточным рецептором, Lck становится аутофосфорилированным и фосфорилирует дзета-цепь Т-клеточного рецептора , впоследствии другой nRTK, Zap70 , связывается с этим Т-клеточным рецептором и затем участвует в последующих сигнальных событиях, которые опосредуют активацию транскрипции цитокинов. гены. Другой член семейства Src, Lyn , участвует в передаче сигналов, опосредованной B-клеточным рецептором. Lyn активируется за счет стимуляции рецептора В-клеток, что приводит к привлечению и фосфорилированию Zap70-связанной nRTK, Syk . Другой nRTK, Btk , также участвует в передаче сигналов, опосредованной B-клеточным рецептором. Мутации в гене Btk ответственны за Х-сцепленную агаммаглобулинемию., [2] [3] заболевание, характеризующееся отсутствием зрелых B-клеток.

Структура [ править ]

В отличие от рецепторных тирозинкиназ, nRTK лишены рецепторных свойств, таких как внеклеточный лиганд- связывающий домен и трансмембранный охватывающий участок. Большинство nRTK локализованы в цитоплазме [4], но некоторые nRTK прикрепляются к клеточной мембране посредством аминоконцевой модификации. Эти ферменты обычно имеют модульную конструкцию, а отдельные домены соединены вместе гибким линкером.последовательности. Одним из важных доменов nRTK является каталитический домен тирозинкиназы, длина которого составляет около 275 остатков. Структуру каталитического домена можно разделить на небольшую и большую долю, где АТФ связывается с небольшой долей, а белковый субстрат связывается с большой долей. После связывания АТФ и субстрата с nRTK происходит катализ переноса фосфата в щели между этими двумя долями. Было обнаружено, что nRTK имеют некоторое предпочтение в последовательности вокруг целевого Tyr. Например, предпочтительной последовательностью Src является Glu-Glu / Asp-Ile-Tyr-Gly / Glu-Glu-Phe, а предпочтительной последовательностью Abl является Ile / Val-Tyr-Gly-Val-Leu / Val. [5]Различные предпочтительные последовательности вокруг Tyr в Src и Abl предполагают, что эти два типа nRTK фосфорилируют разные мишени. Нерецепторные тирозинкиназы не содержат только тирозинкиназный домен, nRTK также обладают доменами, которые опосредуют взаимодействия белок-белок, белок-липид и белок- ДНК . Одним из доменов межбелкового взаимодействия в nRTK являются домены 2 ( SH2 ) и 3 ( SH3 ) гомологии Src . [6] Более длинный домен SH2 (~ 100 остатков) связывает остатки фосфотирозина (P-Tyr) специфическим для последовательности образом. P-Tyr взаимодействует с SH-доменом в глубокой щели, который не может связывать нефосфорилированный Tyr. Домен SH3 меньше по размеру (~ 60 остатков) и связывает пролин-содержащие последовательности, способные образовыватьспираль полипролина II типа . Некоторые nRTK без доменов SH2 и SH3 обладают некоторыми специфическими для подсемейства доменами, используемыми для белок-белковых взаимодействий. Например, специфические домены, которые нацелены на ферменты в цитоплазматической части цитокиновых рецепторов ( семейство Jak ) или два домена: интегрин-связывающий домен и фокальный адгезионно- связывающий домен (семейство Fak). NRTK Abl обладает доменами SH2 и SH3, но также обладает другими доменами для взаимодействий: F актин-связывающий домен и ДНК-связывающий домен содержат сигнал ядерной локализации и обнаруживаются как в ядре, так и в цитоплазме. В дополнение к доменам SH2 и SH3 подсемейство Btk / Tec nRTK обладает еще одним модульным доменом, aдомен гомологии плекстрина (PH) . Эти домены PH связываются с липидами фосфатидилинозитола , которые фосфорилированы в определенных положениях в головной группе. Эти ферменты могут связываться с активированными сигнальными комплексами на мембране посредством взаимодействий PH-домена с фосфорилированными липидами фосфатидилинозитола. [7]

Регламент [ править ]

Наиболее частой темой в регуляции nRTK и RTK является фосфорилирование тирозина. За некоторыми исключениями, фосфорилирование тирозинов в петле активации nRTK приводит к увеличению ферментативной активности. Фосфорилирование петли активации происходит посредством трансаутофосфорилирования или фосфорилирования различными nRTK. Можно отрицательно регулировать активность киназы за счет фосфорилирования тирозинов вне петли активации. Белковые тирозинфосфатазы (PTP) восстанавливают nRTK до их основного состояния активности. В некоторых случаях PTP положительно регулируют активность nRTK. [8]

Src и Abl [ править ]

Тирозинкиназы семейства Src содержат одинаковую типичную структуру: миристоилированный конец, область положительно заряженных остатков, короткую область с низкой гомологией последовательностей, домены SH3 и SH2, домен тирозинкиназы и короткий карбоксиконцевой хвост. Есть два важных регуляторных участка фосфорилирования тирозина. Репрессировать киназную активность можно путем фосфорилирования Tyr-527 в карбоксиконцевом хвосте Src с помощью nRTK Csk . [9] Эксперимент с v-Src, онкогенным вариантом Src, подтвердил важность этого сайта фосфорилирования. Этот онкогенный v-Src является продуктом вируса саркомы Рауса.и в результате усечения на карбокси-конце у v-Src отсутствует негативный регуляторный сайт Tyr-527, что приводит к тому, что этот фермент является конститутивно активным, что, в свою очередь, вызывает неконтролируемый рост инфицированных клеток. [10] Более того, замена этого тирозина фенилаланином в c-Src приводит к активации. [11] Вторым регуляторным сайтом фосфорилирования в Src является Tyr-416. Это сайт аутофосфорилирования в петле активации. Было обнаружено, что фосфорилирование Tyr-416 и Tyr-416 может подавлять трансформирующую способность активирующей мутации Tyr-527 → Phe мутацией Tyr-416 → Phe, что приводит к максимальной стимуляции киназной активности. [11]

Оба домена SH2 и SH3 важны для негативной регуляции активности Src. [12] Мутации в доменах SH2 и SH3, которые нарушают связывание фосфотирозина, приводят к активации киназной активности. Хотя nRTK Abl содержит домены SH3, SH2 и киназы в том же линейном порядке, что и в Src, регуляция Abl отличается. Abl лишен негативного регуляторного сайта фосфорилирования, который присутствует на карбокси-конце Src, поэтому карбокси-конец Abl не играет функциональной роли в контроле активности киназы. В отличие от Src, мутации в SH2-домене Abl, которые отменяют связывание фосфотирозина, не активируют Abl in vivo. [13]Для подавления киназной активности Abl важен домен SH3; мутации в домене SH3 приводят к активации Abl и клеточной трансформации. [14]

ZAP70 / Syk и JAKs [ править ]

Киназная активность Syk регулируется доменами SH2. Считается, что связывание двух SH2-доменов с тирозин-фосфорилированными последовательностями ITAM (иммунорецепторный мотив активации на основе тирозина) в дзета-цепи Т-клеточного рецептора снимает ингибирующее ограничение на киназный домен, что приводит к стимуляции каталитической активности. [15] Киназная активность Zap70 может быть увеличена путем фосфорилирования Tyr-493 в петле активации Lck члена семейства Src. Напротив, фосфорилирование Tyr-492 ингибирует киназную активность Zap70; мутация Tyr-492 в фенилаланин приводит к гиперактивности Zap70. [16]

Члены семейства Jak обладают полностью функциональным доменом тирозинкиназы и дополнительно псевдокиназным доменом, в котором замена нескольких ключевых каталитических остатков приводит к инактивации киназной активности. [17] Этот псевдокиназный домен является ферментативно нефункциональным, но, возможно, он играет роль в регуляции активности Jak. Эксперименты с мутантом члена семейства Jak Tyk2 , в котором домен псевдокиназы удален, показали, что этот мутантный фермент лишен каталитической активности in vitro и не способен к опосредованной интерфероном передаче сигнала. [18] Напротив, другой мутант семейства Jak Jak2, также лишенные псевдокиназного домена, были способны опосредовать передачу сигналов гормона роста. Роль псевдокиназного домена в регуляции Jak до сих пор полностью не изучена. Внутри петли активации есть два сайта фосфорилирования тирозина. Известно, что аутофосфорилирование первого из этих тирозинов важно для стимуляции активности тирозинкиназы и биологической функции [19], но роль второго тирозина не ясна.

JAK также регулируются белками SOCS (супрессоры передачи сигналов цитокинов). Эти белки содержат псевдосубстратную последовательность, которая, как считается, препятствует связыванию субстрата Jak и переносу фосфорила. [20] В дополнение к псевдосубстратной последовательности белки SOCS обладают доменом SH2, который связывается с фосфотирозином в петле активации Jak, [21] что может способствовать взаимодействию между псевдосубстратной последовательностью и киназным доменом. Связывание домена SH2 с петлей активации может также напрямую блокировать доступ к субстрату или изменять конформацию петли активации для подавления каталитической активности.

Ингибиторы [ править ]

Мутация в гене нерецепторной тирозинкиназы может привести к аномальной активности этого фермента. Эта патологически повышенная активность nRTK может быть ответственной за рост и прогрессирование раковых клеток, индукцию лекарственной устойчивости, образование метастазов и неоваскуляризацию опухоли . Ингибирование nRTK может помочь в лечении этих опухолей. Некоторые ингибиторы nRTK уже протестированы в качестве противораковых средств. Эта таргетная терапия блокирует внутриклеточные процессы, участвующие в опухолевой трансформации клеток и / или поддержании злокачественного фенотипа опухолевых клеток. Обычно моноклональные антителаиспользуются для целевой блокады RTK, которые блокируют внеклеточный домен рецептора и предотвращают связывание лиганда. Однако для специфической блокады nRTK используются низкомолекулярные вещества, называемые ингибиторами тирозинкиназы (TKI), которые блокируют каскад трансдукции либо на внутрицитоплазматическом уровне, либо напрямую блокируют nRTK.

Примеры [ править ]

Примеры нерецепторных тирозинкиназ включают:

  • Семья ABL
    • ABL1
    • ARG
  • Семья ACK
    • ACK1
    • ТНК1
  • Семья ЦСК
    • ЦСК
    • MATK
  • Семья ФАК
    • ФАК
    • PYK2
  • Семья ФЭС
    • ФЭС
    • FER
  • Семья ФРК
    • FRK
    • BRK
    • SRMS
  • Семья JAK
    • JAK1
    • JAK2
    • JAK3
    • TYK2
  • Семья SRC
    • SRC
    • FGR
    • FYN
    • ДА1
    • BLK
    • HCK
    • LCK
    • LYN
  • Семья SYK
    • SYK
    • ZAP70
  • Семья ТИК
    • TEC
    • BMX
    • БТК
    • ITK
    • TXK

Ссылки [ править ]

  1. ^ Weiss A, Литтман DR (январь 1994). «Передача сигнала рецепторами антигена лимфоцитов». Cell . 76 (2): 263–74. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (94) 90334-4 . PMID  8293463 . S2CID  13225245 .
  2. ^ Vihinen M, Vetrie D, Maniar HS, Окс HD, Чжу Q, Vorechovský I, Webster AD, Notarangelo LD, Nilsson L, Sowadski JM (декабрь 1994). «Структурные основы хромосомной Х-сцепленной агаммаглобулинемии: тирозинкиназная болезнь» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 91 (26): 12803–7. Bibcode : 1994PNAS ... 9112803V . DOI : 10.1073 / pnas.91.26.12803 . PMC 45528 . PMID 7809124 .  
  3. ^ Tsukada S, Saffran DC, Роулингс DJ, Parolini O, Allen RC, Klisak I, Sparkes RS, Kubagawa H, Мохандас T, Quan S (январь 1993). «Недостаточная экспрессия цитоплазматической тирозинкиназы В-клеток при Х-связанной агаммаглобулинемии». Cell . 72 (2): 279–90. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (93) 90667-F . PMID 8425221 . S2CID 32339052 .  
  4. ^ Неет K, Hunter T (февраль 1996). «Семейства нерецепторных протеин-тирозинкиназ позвоночных». Гены Клетки . 1 (2): 147–69. DOI : 10.1046 / j.1365-2443.1996.d01-234.x . PMID 9140060 . S2CID 38301879 .  
  5. ^ Songyang Z, Carraway KL, Экк МДж, Харрисон СК, Фельдман Р.А., Мохаммади М, Шлезингер Дж, Хаббард SR, Смит ДП, Eng С (февраль 1995 года). «Каталитическая специфичность протеин-тирозинкиназ имеет решающее значение для избирательной передачи сигналов». Природа . 373 (6514): 536–9. Bibcode : 1995Natur.373..536S . DOI : 10.1038 / 373536a0 . PMID 7845468 . S2CID 1105841 .  
  6. ^ Kuriyan Дж, Cowburn D (1997). «Модульные домены распознавания пептидов в эукариотической передаче сигналов». Annu Rev Biophys Biomol Struct . 26 : 259–88. DOI : 10.1146 / annurev.biophys.26.1.259 . PMID 9241420 . 
  7. ^ Isakoff SJ, Кардосо Т, J Андреев, Ли Z, Фергюсон КМ, Абагян R, Леммон М.А., Aronheim А, Сколнику Е.Ю. (сентябрь 1998 г.). «Идентификация и анализ мишеней фосфатидилинозитол-3-киназы, содержащих домен PH, с использованием нового анализа in vivo на дрожжах» . EMBO J . 17 (18): 5374–87. DOI : 10.1093 / emboj / 17.18.5374 . PMC 1170863 . PMID 9736615 .  
  8. ↑ Тонкс Н.К., Нил Б.Г. (ноябрь 1996 г.). «От формы к функции: передача сигналов протеинтирозинфосфатазами». Cell . 87 (3): 365–8. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81357-4 . PMID 8898190 . S2CID 5591073 .  
  9. ^ Нада S, Окада М, Macauley А, Купер JA, Накагава Н (май 1991). «Клонирование комплементарной ДНК протеин-тирозинкиназы, которая специфически фосфорилирует негативный регуляторный сайт p60c-src». Природа . 351 (6321): 69–72. Bibcode : 1991Natur.351 ... 69N . DOI : 10.1038 / 351069a0 . PMID 1709258 . S2CID 4363527 .  
  10. ^ Cooper JA, Гулд KL, Картрайт CA, Hunter T (март 1986). «Tyr527 фосфорилируется в pp60c-src: значение для регуляции». Наука . 231 (4744): 1431–4. Bibcode : 1986Sci ... 231.1431C . DOI : 10.1126 / science.2420005 . PMID 2420005 . 
  11. ^ a b Kmiecik TE, Shalloway D (апрель 1987 г.). «Активация и подавление трансформирующей способности pp60c-src путем мутации его первичных сайтов фосфорилирования тирозина». Cell . 49 (1): 65–73. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (87) 90756-2 . PMID 3103925 . S2CID 35630246 .  
  12. ^ Erpel T, Superti-Furga G, Courtneidge SA (март 1995). «Мутационный анализ домена Src SH3: одни и те же остатки на поверхности связывания лиганда важны для внутри- и межмолекулярных взаимодействий» . EMBO J . 14 (5): 963–75. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1995.tb07077.x . PMC 398168 . PMID 7534229 .  
  13. ^ Mayer BJ, Балтимор D (май 1994). «Мутагенный анализ роли доменов SH2 и SH3 в регуляции тирозинкиназы Abl» . Мол. Клетка. Биол . 14 (5): 2883–94. DOI : 10.1128 / mcb.14.5.2883 . PMC 358656 . PMID 8164650 .  
  14. ^ Ван Etten RA, Debnath J, Чжоу Н, Casasnovas JM (май 1995). «Введение точечной мутации потери функции из области SH3 гена sem-5 Caenorhabditis elegans активирует трансформирующую способность c-abl in vivo и отменяет связывание богатых пролином лигандов in vitro». Онкоген . 10 (10): 1977–88. PMID 7539119 . 
  15. ^ Shiue L, Цоллера MJ, Brugge JS (май 1995). «Syk активируется фосфотирозин-содержащими пептидами, представляющими основанные на тирозине мотивы активации рецептора высокого сродства к IgE» . J. Biol. Chem . 270 (18): 10498–502. DOI : 10.1074 / jbc.270.18.10498 . PMID 7537732 . 
  16. ^ Конг G, Дальтон М, Bubeck Wardenburg J, D Страус, Куросаки Т, Чан переменного тока (сентябрь 1996). «Определенные сайты фосфорилирования тирозина в ZAP-70 опосредуют активацию и негативную регуляцию функции рецептора антигена» . Мол. Клетка. Биол . 16 (9): 5026–35. DOI : 10,1128 / MCB.16.9.5026 . PMC 231504 . PMID 8756661 .  
  17. ↑ Wilks AF, Harpur AG, Kurban RR, Ralph SJ, Zürcher G, Ziemiecki A (апрель 1991). «Две новые протеин-тирозинкиназы, каждая со вторым каталитическим доменом, связанным с фосфотрансферазой, определяют новый класс протеинкиназ» . Мол. Клетка. Биол . 11 (4): 2057–65. DOI : 10,1128 / MCB.11.4.2057 . PMC 359893 . PMID 1848670 .  
  18. ^ Веласкес L, Могенсен KE, Барбьери G, M Феллу, Узе G, Пеллегрини S (февраль 1995). «Определенные домены протеинтирозинкиназы tyk2, необходимые для связывания интерферона-альфа / бета и для передачи сигнала» . J. Biol. Chem . 270 (7): 3327–34. DOI : 10.1074 / jbc.270.7.3327 . PMID 7531704 . 
  19. ^ Фэн - J, Witthuhn Б.А., Мацуда Т, Р Kohlhuber, Керр И.М., Иле Ю.Н. (май 1997 г.). «Активация каталитической активности Jak2 требует фосфорилирования Y1007 в петле активации киназы» . Мол. Клетка. Биол . 17 (5): 2497–501. DOI : 10.1128 / mcb.17.5.2497 . PMC 232098 . PMID 9111318 .  
  20. ↑ Starr R, Novak U, Willson TA, Inglese M, Murphy V, Alexander WS, Metcalf D, Nicola NA, Hilton DJ, Ernst M (август 1997). «Различная роль альфа-цепи рецептора фактора ингибирования лейкемии и gp130 в передаче сигнала, специфичного для клеточного типа» . J. Biol. Chem . 272 (32): 19982–6. DOI : 10.1074 / jbc.272.32.19982 . PMID 9242667 . 
  21. ↑ Sasaki A, Yasukawa H, Suzuki A, Kamizono S, Syoda T, Kinjyo I, Sasaki M, Johnston JA, Yoshimura A (июнь 1999 г.). «Цитокин-индуцибельный белок-3 SH2 (CIS3 / SOCS3) ингибирует тирозинкиназу Janus путем связывания через область ингибирования N-концевой киназы, а также домен SH2». Гены Клетки . 4 (6): 339–51. DOI : 10.1046 / j.1365-2443.1999.00263.x . PMID 10421843 . S2CID 24871585 .