Тирозинкиназы выражены в нервной ткани

Автор текста Анисимова Е.С. Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не учить, но читать.

Содержание параграфа:
1. Белок Ras участвует в:
2. Т И Р О З И Н К И Н А З Ы (ТК)
Последствия фосфорилирования белков тирозинкиназами:
Виды тирозинкиназ и регуляция ТК.
3. Передача сигнала в ядро.
4. Онкобелки. – см. п.87.
5. Гены, кодирующие онкобелки.

1. Белок Ras участвует в:

1) в передаче сигналов гормонов (или других) в ядро,
2) в регуляции синтеза мРНК, белков,
3) в регуляции деления клеток и т.д..

Ras является представителем так называемых малых G-белков
(то есть белков, в регуляции которых участвует ГТФ).

Как называются белки, которые регулируют активность белка Ras?

Активность белка Ras регулируется тирозин/киназами,
а активность ТК регулируется гормонами – см. далее.

Белок Ras регулирует
каскад ПК, передающих сигнал в ядро

(Ras регулирует активность первой ПК каскада,
эта первая ПК фосфорилирует вторую ПК каскада и изменяет ее активность и т.д.,
последняя ПК каскада фосфорилирует транскрипционный фактор (ТФ),
изменяя его активность, то есть
способность ТФ влиять на транскрипцию определенных генов, синтез мРНК и белков).

Активность белка Ras обычно способствует ДЕЛЕНИЮ КЛЕТОК,
поэтому недостаточная активность белка Ras
может быть причиной снижения пролиферативных процессов,
а избыточная активность Ras
может привести к опухолевым процессам (поэтому Ras относится к онкобелкам – см. далее).

Причинами недостаточной или избыточной активности Ras могут быть:

1) мутации его гена,
2) нарушение регуляции белка Ras тирозинкиназами,
3) влияние на активность Ras химических веществ и т.д.

2. Т И Р О З И Н К И Н А З Ы (ТК)

ТК фосфорилируют (субстраты тирозинкиназ):
1) фосфолипазу С (п.97),
2) киназу ФИФ2,
3) некоторые транскрипционные факторы,
4) белок Ras.
Перечисленные белки являются субстратами ТК.

Последствия фосфорилирования белков тирозинкиназами:

1) изменение активности ФЛ С приводит
к изменению скорости синтеза
и концентраций ИФ3 и ДАГ
(изменение синтеза ИФ3 приводит к изменению [Ca++]),
2) изменение активности киназы ФИФ2 приводит к изменению концентрации ФИФ3,
3) изменение активности ТФ приводит к изменению транскрипции генов и [мРНК],
4) изменение активности белка Ras приводит к изменению его влияния на каскад ПК.

Последствия активации ТК и фосфорилирования ими белков (субстраты ТК)

Белки, фосфорилированные тирозинкиназами Последствия изменения активности белка Какие ПК изменяются
1. Фосфолипаза С Изменение концентраций
посредников ИФ3, Са++, ДАГ Изменение
КМ-ПК, ПК С
2. Киназа Ф И Ф 2 Изменение [ФИФ3] Изменение
каскада ПК
3. Транскрипционные факторы Изменение влияния на транскрипцию генов Изменение [РНК],
синтеза белков
4. R a s Изменение влияния
на каскад ПК См. выше

Виды тирозинкиназ и регуляция ТК.

Активность ТК регулируется рецепторами гормонов.
Известно два типа ТК. –
1-й тип ТК:
есть ТК, которые образуют с рецептором единую молекулу
(является частью той же молекулы, частью которой является рецептор):
одна часть молекулы является рецептором
(находится на внешней поверхности мембраны (ЦПМ), связывается с гормоном),
а другая часть молекулы способна катализировать
фосфорилирование по тирозилу, то есть является тирозинкиназой.

При связывании гормона с рецептором происходит
изменение его конформации,
в том числе изменяется конформация и активность той части молекулы белка,
которая является ТК.
Такие рецепторы называются ферментными (см. также ГЦ в п.96).
Примеры гормонов, которые связываются с такими рецепторами:
инсулин, ФРК (см. п. 102 м 101).

G-белки не участвуют в передаче сигнала от рецептора к ТК.

В и д ы т и р о з и н к и н а з и их активация.

1. Образует с рецептором
единую молекулу или нет ТК и R – единая молекула ТК и R – самостоятельные молекулы
2. ТК является самостоятельной
молекулой или нет Нет самостоятельная
3. Какие гормоны действуют
на рецептор, регулирующий ТК И н с у л и н ,
Ф Р К С Т Г , л е п т и н , цитокины

3. Передача сигнала в ядро.

Основным регулируемым процессом ядра является
транскрипция определённых генов,
то есть синтез РНК, от чего в итоге зависит набор белков клетки, спектр процессов клетки, её свойства и функции (п.84).

Синтез РНК и белка протекает за часы или сутки,
поэтому изменение [РНК] и [белков] относится к поздним ответам клетки и поздним эффектам гормонов (их же называют геномными).

Основными регуляторами транскрипции являются ТФ
(транскрипционные факторы).

Активность ТФ регулируется разными способами:

1) активность ТФ может измениться при связывании с ними гидрофобных гормонов
(при этом участок ТФ, с которым связывается гормон, выполняет функцию рецептора),
2) активность ТФ может измениться при их фосфорилировании под действием протеинкиназ,
в том числе тирозинкиназ.

Активность ТК регулируется гормонами (см. выше),
активность многих ПК регулируется вторыми посредниками и белком Ras,
активность и наличие которых, в свою очередь,
зависит от действия на клетку гормонов или других сигналов –
например, веществ на поверхности других клеток – п.122.

Таким образом, транскрипция может регулироваться гормонами
и другими внеклеточными сигналами,
передаваемыми в ядро разными способами.

ТФ являются основным объектом регуляции каскадов ПК,
регулируемых ФИФ3 и Ras,

но ПК, регулируемые другими посредниками (Са++, цАМФ, ДАГ),
тоже могут фосфорилировать ТФ.

ТФ могут находиться в ядре и вне ядра (в гиалоплазме).
Для регуляции транскрипции ТК поступают внутрь ядра.
Те ТФ, которые всегда находятся в ядре, называются резидентными ТФ.

4. Онкобелки. – см. п.87.

Белки, передающие сигнал в ядро, участвуют в:
1) в регуляции деления клетки,
2) апоптоза,
3) дифференцировки
4) и других важных процессов.

Нарушение регуляции этих процессов может привести
к появлению опухолевых клеток,
поэтому все белки, передающие сигнал в ядро, относят к онкобелкам.

Причинами чрезмерной активности онкобелков могут быть:

1) мутации кодирующих их генов
(поэтому мутагены часто оказываются и канцерогенами),
2) активация онкобелков химическими веществами,
3) активация онкобелков гормонами, рецепторами и другими веществами СТС.

Но в норме, при нормальной активности
онкобелки необходимы:
например, онкобелки, стимулирующие деление клетки,
необходимы для заживления, для регенерации кожи и слизистой ЖКТ и т.д. –
см. пролиферативные процессы в п.35 и п.84).

Примеры белков, которые передают сигнал в ядро
(то есть являются онкобелками) уже назывались, это –
1) гидрофобные гормоны,
2) инсулин,
3) ФРК,
4) СТГ,
5) рецепторы перечисленных гормонов,
6) Тирозинкиназы,
7) Ras,
8) протеинкиназы,
9) ТФ.

5. Гены, кодирующие онкобелки.

Гены, которые кодируют нормальные онкобелки,
называются протоонкогенами.
Мутация протоонкогена может превратить его в ген,
кодирующий чрезмерно активный онкобелок,
который может стимулировать чрезмерно быстрое деление клетки,
то есть сделает клетку опухолевой.

Ген, кодирующий такой онкобелок, называется онкогеном.

Мутация протоонкогена может привести
и к появлению неактивных онкобелков –
в этом случае последствием мутации будет снижение заживления и т.д.

Онкобелки, кодируемые антионкогенами.

Гены, который кодируют такие онкобелки, как белки, участвующие в апоптозе
(например, р53), называются антионкогенами,
т.к. апоптоз препятствует опухолевому росту.

Мутации антионкогенов могли бы привести
к появлению неактивных белков апоптоза,
что не позволило бы клетке с появившимся онкогеном
запустить апоптоз и уничтожить себя.

ТК и Ras как онкобелки.

Считается, что 80% онкологических заболеваний
связано с чрезмерной активностью Ras и ТК.

Снижение активности Ras и ТК (ингибиторами)
позволяет замедлить развитие онкологических заболеваний.

Этот принцип лечения (ингибирование Ras и ТК) относится к биологической терапии
(принципы лучевой и химиотерапии другие;
например, химиотерапия часто направлена на снижение деления клеток).

Рецепторы, активные без связывания гормона,
называются постоянно активными или конститутивными.
(По сути это нерегулируемые белки).

Причина появления конститутивного рецептора – мутация кодирующего его гена.

Функции липидов нервной ткани следующие.

• 1. Структурная: входят в состав клеточных мембран нейронов.
• 2. Функция диэлектриков (обеспечивают надежную электрическую изоляцию).
• 3. Защитная. Ганглиозиды являются очень активными антиоксидантами - ингибиторами перекисного окисления липидов (ПОЛ). При повреждении ткани мозга ганглиозиды способствуют ее заживлению.
• 4. Регуляторная. Фосфатидилинозиты являются предшественниками биологически активных веществ.

Большая часть липидов нервной ткани находится в составе плазматических и субклеточных мембран нейронов и в миелиновых оболочках. В нервной ткани по сравнению с другими тканями организма содержание липидов очень высокое.

Особенность липидного состава нервной ткани: есть фосфолипиды (ФЛ), гликолипиды (ГЛ) и холестерин (ХС), нет нейтральных жиров. Эфиры холестерина можно встретить только в участках активной миелинизации. Сам холестерин синтезируется интенсивно только в развивающемся мозге. В мозге взрослого человека низка активность ОМГ-КоА-редуктазы - ключевого фермента синтеза холестерина. Содержание свободных жирных кислот в мозге очень низкое.

Некоторые нейромедиаторы после взаимодействия со специфическими рецепторами изменяют свою конформацию и изменяют конформацию фермента фосфолипазы С, которая катализирует расщепление связи в фосфатидилинозите между глицерином и остатком фосфата, в результате чего образуется фосфоинозитол и диацилглицерин. Эти вещества являются регуляторами внутриклеточного метаболизма. Диацилглицерин активирует протеинкиназу С, а фосфоинозитол вызывает повышение концентрации Са 2+ . Ионы кальция влияют на активность внутриклеточных ферментов и участвуют в работе сократительных элементов нервных клеток: микрофиламентов, что обеспечивает передвижение различных веществ в теле нервной клетки, аксоне и растущем кончике аксона. Протеинкиназа С участвует в реакциях фосфорилирования белков внутри нервных клеток. Если это белки-ферменты, то меняется их активность, если это рибосомальные или ядерные белки, то изменяется скорость биосинтеза белков.

Липиды постоянно обновляются. Скорость их обновления различна, но в целом низка. Некоторые липиды(например: холестерин, цереброзиды, фосфатидилэтаноламины, сфингомиелины) обмениваются медленно - в течение месяцев и даже лет. Исключение составляют фосфатидилхолин и, особенно, фосфатидилинозиты (содержат глицерин, фосфат, спирт (инозит), жирные кислоты) - они обмениваются очень быстро (сутки, недели).

Синтез цереброзидов и ганглиозидов протекает с большой скоростью в развивающемся мозге в период миелинизации. У взрослых почти все цереброзиды (до 90 %) находятся в миелиновых оболочках, а ганглиозиды - в нейронах.

Нуклеиновые кислоты.Нервные клетки не делятся, значит, не происходит синтез ДНК. Однако, содержание РНК в них самое высокое по сравнению с клетками остальных тканей организма. Скорость синтеза РНК тоже очень велика.

В клетках нервной ткани не могут синтезироваться пиримидины (в нервной ткани отсутствует фермент карбамоилфосфатсинтаза). Пиримидины обязательно должны поступать из крови - гематоэнцефалический барьер для них проницаем. Гематоэнцефалический барьер легко проницаем и для пуриновых мононуклеотидов, но, в отличие от пиримидиновых, они могут синтезироваться в нервной ткани.

В нервной ткани, так же, как и в других, нуклеиновые кислоты обеспечивают хранение и передачу генетической информации и ее реализацию при синтезе клеточных белков.

Например, сильные раздражители: громкие звуки, сильные зрительные стимулы и эмоции приводят к повышению скорости синтеза и РНК, и белка в определенных участках мозга. Это указывает на то, что изменения в нервной системе, отражающие индивидуальный опыт организма, кодируются в виде синтезированных макромолекул.

Информация, благодаря которой нейроны устанавливают только определенные связи с определенными нейронами, кодируется в структуре полисахаридных веточек мембранных гликопротеинов. Образование таких связей, не заложенных в период эмбрионального развития, является результатом опыта индивидуального организма и составляет материальную основу для хранения информации, определяющей особенности поведения данного организма.

Метаболизм углеводов и особенности энергетического обеспечения нервной ткани В нервной ткани, составляющей только 2 % от массы тела человека, потребляется 20 % кислорода, поступающего в организм.

При этом энергетические возможности нервной ткани ограничены.

• 1. Основной путь получения энергии - только аэробный распад глюкозы по ГБФ-пути. Глюкоза является почти единственным энергетическим субстратом, поступающим в нервную ткань, который может быть использован ее клетками для образования АТФ.
• 2. Проникновение глюкозы в ткань мозга не зависит от действия инсулина, который не проникает через гематоэнцефалический барьер. Влияние инсулина проявляется лишь в периферических нервах.
• 3. Постоянный и непрерывный приток глюкозы и кислорода из кровеносного русла является необходимым условием энергетического обеспечения нервных клеток. Жесткая зависимость от поступления глюкозы обусловлена тем, что содержание гликогена в нервной ткани ничтожно (0,1 % от массы мозга) и не может обеспечить мозг энергией даже на короткое время. С другой стороны, окисления неуглеводных субстратов с целью получения энергии не происходит. Поэтому при гипогликемии и/или даже кратковременной гипоксии в нервной ткани образуется мало АТФ. Следствием этого являются быстрое наступление коматозного состояния и необратимых изменений в ткани мозга.
• 4. Высокая скорость потребления глюкозы нервными клетками обеспечивается, в первую очередь, работой высокоактивной гексокиназы мозга. В отличие от других тканей, здесь гексокиназа не является ключевым ферментом всех путей метаболизма глюкозы. Гексокиназа мозга отличается низким значением Км и высокой Vmax, обладает в 20 раз большей активностью, чем соответствующий изофермент печени и мышц. Ключевыми ферментами ГБФ-пути в нервной ткани являются фосфофруктокиназа и изоцитратдегидрогеназа. Фосфофруктокиназу ингибируют фруктозо-1,6-бисфосфат, АТФ и цитрат, активируют фруктозо-6-фосфат, АДФ, АМФ и неорганический фосфат. Активность изоцитрат ДГ даже при нормальном уровне утилизации глюкозы в состоянии покоя максимальна. Поэтому при повышенном энергопотреблении нет возможностей ускорения реакций цикла трикарбоновых кислот.
• 5. Образование НАДФН₂, который используется в нервной ткани в основном для синтеза жирных кислот и стероидов, обеспечивается сравнительно высокой скоростью протекания ГМФ-пути распада глюкозы.

Тирозинкиназа - фермент, присоединяющий фосфат к остаткам тирозина в белках.

"Органами чувств" клетки являются поверхностные рецепторы, которые воспринимают внеклеточные факторы и соответствующим образом "информируют" клетку. Специфическое взаимодействие внешних факторов и мембранных рецепторов инициирует процесс передачи сигналов : "импульс", возникающий на клеточной мембране, усиливается и передается внутрь клетки по определенным сигнальным цепям. Некоторые из сигналов направляются в клеточное ядро и запускают экспрессию определенных генов.

Ответ клетки на сигнальный стимул может иметь различные проявления: деление клетки (или, наоборот, остановка этого процесса), дифференциация, секреция гормонов и т.д.

В упрощенном виде механизм передачи сигналов в клетке представляет собой прямое взаимодействие специфических белков в строго определенной последовательности. Ряд ключевых белков может быть задействован в нескольких сигнальных путях.

Основными участниками цепей передачи сигналов в клетках являются различные типы киназ , а также адапторные молекулы , которые не обладают ферментативной активностью. Фактически основными молекулярными принципами, на которых базируется механизм передачи сигналов в клетке, являются специфическая ассоциация белков и их фосфорилирование-дефосфорилирование .

Фосфорилирование белков-мишеней ведет к мгновенному изменению их конфигурации и свойств. Баланс между фосфорилированием и дефосфорилированием определяет передачу внутриклеточных сигналов в норме.

При малигнизации наблюдается обратная ситуация - сигнальная система перестраивается таким образом, чтобы обеспечить трансформированной клетке независимость от окружающей среды и тканей.

Системы передачи сигналов в клетке имеют очень сложную организацию и, несмотря на активные исследования, имеющаяся информация достаточно фрагментарна.

Наиболее подробно из белков, вовлеченных в процессы фосфорилирования и регулирующих клеточный рост и дифференцировку, исследованы тирозин-специфичные протеинкиназы.

Тирозинкиназы катализируют перенос фосфата от АТР на тирозиновый остаток специфических клеточных белков-мишеней.

Семейство тирозин-специфических протеинкиназ относится к каталитическим белкам-рецепторам, однократно пронизывающим мембрану ( рис. 7.5 и рис. 7.6 ). Каталитический домен находится с внутренней стороны плазматической мембраны. При связывании лиганда они активируются и переносят фосфатную группу от АТР на гидроксильную группу тирозинового остатка в определенных белках. К этому семейству протеинкиназ относятся рецепторы инсулина ( рис. 7.7 ), Рецепторы к факторам роста (тирозинкиназные, RTK, ТК) , включая тромбоцитарный фактор роста и фактор роста эпидермиса. Большинство других протеинкиназ фосфорилирует сериновые или, реже, треониновые остатки в белках. При активации белок-рецептор с тирозинкиназной активностью фосфорилирует сам себя. В случае рецептора инсулина это самофосфорилирование повышает активность киназы по типу положительной обратной связи.

Основные категории тирозинкиназ делятся на две группы: рецепторные и нерецепторные .

По своему соcтаву и процессам метаболизма нервная ткань значительно отличается от других тканей.

НЕЙРОН

Нейрон - это функциональная единица нервной системы, он состоит из тела (сомы), многочисленных ветвящихся коротких отростков – дендритов и одного длинного отростка – аксона, длина которого может достигать несколько десятков сантиметров. Аксоны и дендриты оканчиваются синаптическими образованиями. Дендриты, проводят нервный импульс по направлению к телу клетки, а аксон, проводит его от сомы. Таким образом, дендриты и аксоны отвечают соответственно за получение и передачу сигнала. Тело нейрона является трофическим центром, нарушение целостности которого ведет клетку к гибели.

Тело нейрона окружено плазматической мембраной – плазмалеммой. Плазмалемма выполняет структурную функцию, служит барьером для поддержания внутриклеточного состава (клеточные органеллы, везикулы нейромедиаторов, метаболиты), играет активную (ионные насосы, ферменты) и пассивную (ионные каналы, высвобождение нейромедиатора) роли в создании мембранного потенциала, транспорте веществ через мембрану и передаче нервного импульса.

Внутри нейрон заполнен нейроплазмой(цитоплазмой). Объем нейроплазмы аксона и дендритов, может в несколько раз превышать объем нейроплазмы в теле нейрона. Нейроплазма содержит все основные органеллы клетки.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ НЕРВНОЙ ТКАНИ

В связи с различием строения, серое и белое вещество нервной ткани отличаются по химическому составу.

-В сером веществе воды больше, чем в белом.

-В сером веществе белки составляют половину плотных веществ, а в белом веществе – одну треть.

-В белом веществе на липиды приходится более половины сухого остатка, а в сером – лишь около 30%.

Химический состав серого и белого вещества головного мозга человека

Компонент	Серое вещество, %	Белое вещество,%
Вода	84,0	70,0
Сухой остаток	16,0	30,0
Белки	8,0	9,0
Липиды	5,0	17,0
Минеральные вещества	1,0	2,0

Белки нервной ткани

В головном мозге на белки приходиться 40% сухой массы. В настоящее время выделено более 100 белковых фракций нервной ткани (методами хроматографии, электрофореза и экстракции буферными растворами).

В нервной ткани содержатся простые и сложные белки.

Простые белки

Нейроальбумины –основные растворимые белки (89-90%) нервной ткани, являются белковым компонентом фосфопротеинов, в свободном состоянии встречаются редко. Легко соединяются с липидами, нуклеиновыми кислотами, углеводами и другими небелковыми компонентами.

Нейроглобулины,содержатся в небольшом количестве (в среднем 5%).

Катионные белки- основные белки (рН 10,5 – 12,0), например, гистоновые. При электрофорезе они движутся к катоду.

Нейросклеропротеины (опорные белки).Например,нейроколлагены, нейроэлластины, нейростромины и др. Они составляют 8-10% от всех простых белков нервной ткани, локализованы в основном в белом веществе головного мозга и ПНС, выполняют структурно-опорную функцию.

Сложные белки

Сложные белки нервной ткани представлены: нуклеопротеинами, липопротеинами, протеолипидами, фосфопротеинами, гликопротеинами и т.д.

Гликопротеины –содержат олигосахаридные цепи, которые придают специфические отличия клеточным мембранам. Нейроспецифические гликопротеины участвуют в формировании миелина, в процессах клеточной

адгезии, нерорецепции и взаимном узнавании нейронов в онтогенезе и при регенерации.

Протеолипиды –в наибольших количествах содержатся в миелине и в небольших количествах - в синаптических мембранах и синаптических пузырьках.

Нейроспецифические белки

В цитоплазме нейронов присутствуют кальцийнейрин, белок 14-3-2, белок S-100, белок Р-400.

Белок S-100 (или кислый белок), содержит много глутаминовой и аспарагиновой кислот, гомологичен мышечному тропонину С, находиться в цитоплазме или связан с мембранами. На 85-90% он сосредоточен в нейроглии, и на 10-15% в нейронах. Участвует в развитии нервной системы и ее пластичности. Концентрация S-100 возрастает при обучении животных.

Белок 14-3-2 -кислый белок, который преимущественно локализован в нейронах ЦНС.

Белок Р-400находится в мозжечке мышей, где, возможно, отвечает за двигательный контроль.

К сократительным белкам нейронаотносятсянейротубулин, нейростенин, актиноподобные белки (кинезин и др.). Они обеспечивают ориентацию и подвижность цитоскелета (микротрубочек и нерофиламентов), активный транспорт веществ в нейроне, участвуют в работе синапсов.

В нейронах имеются белки, осуществляющие гуморальную регуляцию. Это некоторые гликопротеины гипоталамуса, нейрофизины и подобные им белки.

На мембране нейронов расположены нейроспецифические поверхностные антигены (NS₁, NS₂, L₁) с неизвестной функцией и факторы адгезии клеток(N-САМ), важные для развития нервной системы.

Нейроспецифические белки участвуют в осуществлении всех функций нервной системы - генерации и проведении нервного импульса, процессах переработки и хранении информации, синаптической передаче, клеточном узнавании, рецепции и др.

Обозначения
Символы	Pkinase_Tyr

Тирозинкиназа, тирозин-специфичная протеинкиназа (англ. tyrosine kinase ) — фермент подкласса протеинкиназ, группы киназ (фосфотрансфераз). Тирозинкиназы катализируют перенос фосфатного остатка от АТФ на тирозиновый остаток специфических клеточных белков-мишеней. Тирозинкиназы — одно из важнейших звеньев в системе передачи сигналов в клетке [1] [2] .

Помимо своей необходимости для здоровых клеток этот фермент способствует и разрастанию опухолей, и для борьбы с этим процессом фармакологи разрабатывают новейшие препараты - ингибиторы тирозинкиназ (англ. Tyrosine-kinase inhibitor), используемые для наиболее прицельной, таргетной терапии рака (англ. Targeted therapy от англ. target "мишень, цель"), такие как пазопаниб (международное непатентованное название, англ. Pazopanib, торговое название "Вотриент" [3] ). Такие препараты (англ. Receptor tyrosine kinase inhibitors ) не лишены множества отмеченных в клинических исследованиях побочных эффектов и являются чрезвычайно дорогостоящими, но могут дать надежду даже при распространенном раке определенных видов.

Содержание

• 1 Структура
• 2 Функции
• 3 Примечания
• 4 Ссылки

Структура

В зависимости от структуры и локализации в клетке, выделяют 2 большие группы тирозинкиназ:

• рецепторные тирозинкиназы, к которым относятся тирозинкиназы, встроенные в клеточную мембрану ((КФ [enzyme.expasy.org/EC/2.7.10.1 2.7.10.1]). У таких тирозинкиназ есть внеклеточный домен, выполняющий функцию рецептора и специфически связывающийся с гормонами или другими сигнальными веществами; каталитический домен, находящийся с внутренней стороны клеточной мембраны, и трансмембранный домен, закрепляющий тирозинкиназу в клеточной мембране и передающий сигнал от рецепторного домена к каталитическому. При связывании лиганда тирозинкиназа активируется и переносит фосфатную группу от АТФ на гидроксильную группу тирозинового остатка в молекуле белка [1][2] . У человека обнаружено 20 подсемейств рецепторных тирозинкиназ, в которые входят 58 ферментов.
• цитоплазматические тирозинкиназы, находящиеся в цитоплазме, ядре, ЭПР и других частях клетки ((КФ [enzyme.expasy.org/EC/2.7.10.2 2.7.10.2]). В геноме человека обнаружено 32 различные тирозинкиназы этой группы, объединенные в 10 семейств.

Функции

К семейству тирозинкиназ относятся рецепторы инсулина, рецепторы факторов роста, включая тромбоцитарный фактор роста и фактор роста эпидермиса. При активации рецепторы с тирозинкиназной активностью могут фосфорилировать сами себя. Такое аутофосфорилирование, обычно сопряженное с формированием димеров рецептора, повышает активность фермента по типу положительной обратной связи [2] . Активированная тирозинкиназа фосфорилирует различные белки-мишени, что приводит к изменениям мембранного транспорта, транскрипции генов и других клеточных процессов.

Семейство мономерных рецепторов

Такие Рц близки к Рц хемокинов и могли бы помогать вирусу ускользать от действия иммунной системы хозяина за счёт молекулярной мимикрии белков, участвующих в реализации защитных функций. Рц, кодируемый вирусом герпеса, ассоциированным с саркомой Капоши, обладает конститутивной активностью в отношении Gq, что, в частности, ведёт к индукции экспрессии фактора роста эндотелия сосудов и ангиогенезу в опухоли.

Рецепторные тирозинкиназы подразделяют на 2 семейства, различающиеся по структурной организации.

Полипептидные цепи включают 800—1400 а.к. остатков. Рецептируемые лиганды: эпидермальный фактор роста (EGF) и родственные лиганды, трансформирующий фактор роста a (TGF-a), фактор роста из тромбоцитов (PDGF), факторы роста сосудистого эндотелия (VEGF), фактор роста из плаценты (PLGF), факторы роста фибробластов (FGFs), фактор стволовых клеток (SCF), колониестимулирующий фактор макрофагов (M-CSF), факторы роста нервов (NGF), нейротропины, комплексы глиального нейротрофического фактора (GDNF) с его вспомогательными Рц, ангиопоэтин, коллагены, эфрины и, возможно, другие белки клеточной адгезии.

Рц содержат внеклеточный гормонсвязывающий домен (высокое содержание олигосахаридов), короткий трансмембранный домен и внутриклеточный тирозинкиназный домен. Типичными мотивами в структуре внеклеточного домена являются: богатые цистеином области, в которых внутримолекулярные дисульфидные связи между близко расположенными остатками цистеина формируют структуры типа чёток; Ig-подобные структуры, тип которых может различаться; фибронектиноподобные и кадгериноподобные области, обеспечивающие взаимодействия с белками клеточной адгезии, а также богатые лейцином фрагменты, по-видимому, участвующие в межбелковых взаимодействиях.

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.

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).

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.