A sejtfelszíni receptorok három fő kategóriája 1. Saját enzimaktivitás nélküli receptorok 1a. G proteinhez kapcsolt pl. adrenalin, szerotonin, glukagon, bradikinin receptorok 1b. Tirozin kinázhoz kapcsolt pl. citokin receptor szupercsalád: eritropoetin, interferonok, interleukinok receptorai 1c. Proteolízisen keresztül szabályozó pl. TNFR, Wnt/Fzd, SHH, Delta/Notch
2. Saját enzimaktivitással bíró receptorok pl. ciklázok, kinázok, foszfatázok 2a. Tirozin kináz: EGFR, erbB2, PDGFR, InzulinR 2b. Tirozin foszfatáz: leukocita CD45 foszfatáz 2c. Guanilát cikláz: atriális natriuretikus faktor R
2d. Szerin/treonin kináz: Transzformáló növekedési faktor (TGF ) R 3. Ioncsatorna működésű receptorok pl. acetilkolin receptor (nikotinerg) Vereb 2011
Tirozin kináz aktivitással bíró receptorok - Receptor tirozinkinázok (RTK) epidermális növekedési faktor (EGF) receptor Inzulin receptor vérlemezke eredetű növekedési faktor (PDGF) receptor
EGF receptor A431 sejteken Vereb 2011
A RTK-ok működésének alapjai - az alapkoncepció: ligandkötés és dimerizáció Ligandum kötő hely
Ligandum
Ligand kötés dimerizáció
Extracelluláris domén
tirozin oldalláncok transzfoszforilációja
Transzmembrán hélix
Citoplazmatikus domén
Kináz katalitikus hely
Foszfotirozinok
Vereb 2011
A fehérje domének koncepciója • 1911. P. Rous: csirke szarkóma sejtmentes szűrlete egészséges csirkében szarkómát hoz létre • Rous sarcoma virus - 1976: src gén (SaRComa) • Kis (p60) citoplazmikus tirozin kinázt kódol
Foszfotirozinok SH2:
SH3: SH1: PTB: PH:
src homológia domén #2 P-tirozin felismerése src homológia domén #3 prolin-gazdag régiók felismerése maga a tirozinkináz domén foszfotirozin kötő domén Pleckstrin homológia domén foszfoinozitid kötés
SH2 v. PTB domén
Vereb 2011
Adapter fehérjék szerepe A receptor adapterek segítségével inaktív Ras-GDP-hez kapcsolódik * GRB2 (Growth factor Receptor Binding 2) - SH2 és SH3 domének * Sos (Son of sevenless) – prolin-gazdag régiók
Inaktív Ras-GDP Sos SH3 GRB2 A Sos elősegíti a GDP disszociációját a Ras-ról, majd a Ras GTP-t köt Aktív Ras GTP Sos SH3 GRB2
Jelátvitel Vereb 2011
A Ras, mint a Gs is, az intracelluláris kapcsoló fehérjék GTP-áz szupercsaládjába tartozik A GDP ledisszociálását a guanin nukleotid cserélő (GEF) segíti (pl. a Sos)
a Ras aktivációs ciklusa
A Ras, GEF és GAP mutációi daganatképződéshez vezethetnek
Ras-GTP keletkezése: spontán folyamat
* GTP-t kötött, “bekapcsolt” állapotában effektor fehérjéket köt és aktivál * Ezek sejtek növekedését és szaporodását kontrollálják
Ras: GTP-áz aktivitás A Ras a Gs -hoz képest lassú GTP-áz, GTP-áz aktivátor protein (GAP) serkenti Vereb 2011
További enzimek aktiválása Ras által - út a sejtmagba MAPKKK
1. Aktivált Ras Raf (szerin/treonin kináz) MAPKK
Mek
2. Aktivált Raf MEK (szerin / treonin és tirozin kináz)
3. Aktivált MEK MAPK (mitogén aktivált protein kináz) MAPK 4. további kinázok, transzkripciós faktorok (TCF, SRF) szerin / treonin foszforilációja 5. aktivált transzkripciós faktor(ok) kötődése DNS-hez 6. Génátírás Vereb 2011
A RTK-ok működése: a főbb koncepciók áttekintése 1a. receptor dimerizáció, ligandkötés 1b. autofoszforiláció (= transzfoszforiláció) 2. felismerésre specializált fehérje domének SH2: src homológia domén #2 PTB: foszfotirozin kötő domén P-tirozin felismerése SH3: src homológia domén #3 prolin gazdag régiók felismerése PH: Pleckstrin homológia domén kötődés foszfoinozitidekhez SH1: maga a tirozinkináz domén 3. további enzimek aktiválása 3a. az enzim adapter proteinek segítségével aktiválódik (SH2, SH3) 3b. az enzim közvetlenül kötődik a receptorhoz (SH2) 4. sejtmagba vezető jelátviteli kaszkád Vereb 2011
SH2 domént tartalmazó enzimek
Az Src protein tirozinkináz család tagjai (innen a név) c-Ras –hoz kötődő GTPáz aktiváló fehérje (rasGAP) – negatív visszacsatolás
protein foszfatáz-1C (PTP1C) – negatív visszacsatolás foszfatidilinozitol-3-kináz (PI3K)
foszfolipáz C-g (PLC-g)
Vereb 2011
Az inzulin receptor - anyagcsere, sejtosztódás és túlélés szabályozása PTB
PH
inzulin
PIP2
Inzulin receptor
IRS-1 P
PDK2 PDK1
PI3K
Akt
P
Glut4
PIP3
P P
PKCζ
S6K
PP1 S6 fehérjeszintézis
Bad
GSK3
GAP
p70
mTOR
glükóz felvétel
Rab
Glikogén szintáz
glikogén szintézis
túlélés forrás: L.M. Fletcher, Biochem. J., 2000, 352:267 Vereb 2011
Az inzulin receptor - anyagcsere, sejtosztódás és túlélés szabályozása inzulin
PIP2
Inzulin receptor
PI3K
IRS-1 raf
P
P P
MEK
PKCζ
p70
RSK
mTOR
S6K
PP1 S6 fehérjeszintézis
Bad túlélés
GSK3
GAP
Erk
osztódás
PDK2 PDK1
SHC
Akt
P
ras
Glut4
PIP3
glükóz felvétel
Rab
Glikogén szintáz
glikogén szintézis Vereb 2011
Az inzulin receptor - anyagcsere, sejtosztódás és túlélés szabályozása inzulin
PIP2
Inzulin receptor
PI3K
IRS-1 raf
P
Glut4
Akt
P
ras
PIP3
P P
MEK
glükóz felvétel
osztódás fehérjeszintézis túlélés
glikogén szintézis Vereb 2011
Az IP3 és DAG mint második hírvivő
EC tér
Hormon PIP2 7 TM Receptor
DAG
Citoplazma G protein
Foszfolipáz Cß
DAG
Proteinkináz C
IP3
PIP2
Fosfolipáz Cγ
•Ioncsatornák •Miozin könnyűlánc •Glikogén szintáz •Ik-B •EGFR (- feedback)
IP3 receptor (Ca2+ csatorna)
SER
Aktivált receptor tirozinkináz
Sejtválasz
Ca2+ Kalmodulinfüggő enzimek aktivációja
•CaM kinázok (pl. miozin LC kináz, GPK) •Foszfatázok (kalcineurin) •cAMP foszfodiészteráz Vereb 2011
A PDGF receptor által indított kalcium válasz magas [Ca2+]i
Kalcium (mM)
0.5
alacsony [Ca2+]i
IP3R 2+
Ca 0.3
0.1
0
400
idő (s)
800 Vereb 2011
