Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Berki Tímea és Boldizsár Ferenc Jelátvitel
TIROZIN KINÁZ-KÖTÖTT RECEPTOROK 2. NÖVEKEDÉSI FAKTOROK
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Növekedési faktorok (GFok) • Alacsony molekulasúlyú szolubilis mediátorok • Szabályozzák a: 1. Proliferációt 2. Túlélést 3. Metabolizmust 4. Szöveti differenciációt • Fontos szerepet játszanak a tumorok kialakulásában • Citokinek - növekedési faktorok
Növekedési faktorok (GFok) Történet
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Hogyan tartsunk fenn sejteket in vitro körülmények között (19-20. század fordulója)? • Rous: kísérletek csirke tumor (szarkóma) sejtekkel (RSV) • Carrel: egyszerű pufferelt sóoldatban a sejtek nem osztódnak – próbálkozások higított plazmával/szérummal • Temin és Dulbecco: precíz ajánlások a szövettenyésztéshez: – A tumor sejtek szérum igénye alacsonyabb, a tumor sejtek megnövekedett kapacitással válaszolnak a proliferációs jelekre – Szérumtartalmú médiummal etetett sejtek gyorsabban nőnek, mint a plazma tartalmú médiummal etetettek – PDGF Rita Levi-Montalcini, Stanley Cohen: NGF és EGF Egy aktívan növekedő egér tumor transzplantációja csirkébe idegrostok amplifikációjához vezet a tumorban
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Növekedési faktorok Faktor
Elsődleges forrás
Elsődleges szerep
Megjegyzések
PDGF
Trombocita, endotél sejtek, placenta
Kötőszövet, glia és simaizom sejtek proliferációját serkenti
Két különböző fehérje lánc 3 féle dimert alkot: AA, AB és BB
EGF
Szubmaxilláris mirigy, Brunner mirigy
Mezenhimális, glia és epitél sejtek proliferációját serkenti
TGF-α
Gyakori transzformált sejtekben
fontos lehet a normál sebgyógyulásban
EGF-el rokon
FGF
Számos sejtben: a protein az ECMhoz asszociált
Számos sejt proliferációját serkenti, gátol néhány őssejtet,a korai embrióban a mezoderma kialakulását indukálja
Legalább 18 különböző fajta, 5 különböző receptor
NGF
Hízósejt, eozinofilek, csontvelői strómasejtek, keratinocták
Neuritek kinövését és a neuronális sejttúlélést serkenti
Neurotrofin, a neuronok proliferációját és túlélését serkenti, neurotrofin receptorok osztályát először a TrkA, TrkB és TrkC proto-onkogénekben azonosították
Eritropoetin
Vese
Eritrocita proliferációt és differenciációt serkent
TGF-β
Aktivált Th1 sejtek (T-helper) és NK sejtek
Gyulladáscsökkentő (gátolja a citokin termelést és az MHCII expressziót), serkenti a sebgyógyulást, gátolja a makrofág és limfocita proliferációt
Legalább 100 különböző fajta
IGF-1
Főleg máj
Számos sejt proliferációját serkenti
IGF-2-vel és a proinzulinnal rokon, szomatomedin C-nek is nevezik
IGF-2
Számos sejt
Számos, általában magzati eredetű sejt proliferációját serkenti
IGF-1el és a proinzulinnal rokon
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Tirozin kináz aktivitással rendelkező receptorok
• Receptor tirozin kinázok (RTK) pl. PDGF, inzulin, EGF, VEGF és FGF receptorok • Tirozin-kináz asszociált receptorok Olyan fehérjékkel asszociálódnak, amelyek tirozin kináz aktivitással rendelkeznek (citokin receptorok) • Receptor tirozin foszfatázok pl. CD45 fehérje T-sejteken és makrofágokon
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Komplett és inkomplett receptor tirozin kinázok “Komplett” receptor tirozin kinázok
“Inkomplett” receptor
Adapter Citoplazmatikus nem-receptor tirozin kináz
Jel
Jel
Receptor tirozin kináz (RTK) családok
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
• 90 tirozin-kináz található a humán genomban, ebből 58 RTK • Növekedési faktor, citokin- és hormon receptorok • Osztályok: I
EGFR család (ErbB)
X
LTK család
II
Inzulin rec. család
XI
TIE család
III
PDGF család
XII
ROR család
IV
FGF család
XIII
DDR család
V
VEGF család
XIV
RET család
VI
HGF család (c-Met)
XV
KLG család
VII
Trk család
XVI
RYK család
VIII
Eph család
XVII
MuSK család
IX
AXL család
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Kináz-foszfatáz egyensúly ATP
Foszforiláz kináz (szerin/treoninkináz)
Foszforiláz b Foszforiláz b
P
ADP
Foszforiláz a
P
Foszforiláz a
P
Inaktív
Aktív PP1c (szerin/treonin foszfatáz)
Inaktív p56Lck
Foszforilálatlan
p56Lck
Aktív p56Lck
CD45 (tirozin foszfatáz)
P
P
Y505
Y505
P Y394
Y394 ADP
ATP
Csk (tirozin kináz)
Y394
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Növekedési faktor receptorok
EGFR ErbB2 ErbB3 ErbB4
INSR IGF1R IRR
FGFR1 FGFR2 FGFR3 FGFR4
PDGFRa VEGFR1 Met PDGFRb VEGFR2 Ron CSF1R VEGFR3 Sea Kit Kit2
Kináz
Cisztein gazdag
Fibronektin III
IG-szerű
Savas-box
Leucin-gazdag
TrkA TrkB TrkC
Axl Mer Sky
Tie Eph Ryk Tie2 Eck Eek Erk Elk Ehk1 Ehk2 Sek Hek Hek11 Cek-9 Myk-1 Myk-2
DDR Ros
Ret
Ltk Alk
Ror1 Ror2
Torpedo Torso
EGF-szerű
VIII-faktor-szerű
C1r-szerű
Kadherin
Glicine-gazdag
Kringle
Receptor-szerű protein tirozin foszfatázok (PTP) (21) R1/R6
R2B
R2A
R4
R5
R3
R7
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
R8
PTP domén
Kináz-interakciós domén RGDS motívum
CD45 (RC)
PTPm (RM) PTPk (RK) PTPr (RT) PTPl (RU)
LAR (RF) PYPs (RS) PTPd (RD)
PTPa (RA) PYPe (RE)
PTPg (RG) PYPz (RZ1)
PTPb (RB) DEP1 (RJ) SAP1 (RH) GLEPP1 (RO) PTPS31 (RP)
PCPTP1g (RR) STEP (N5)
IA2 (RN) IA2b (RN2)
PTP pszeudo-foszfatáz domén
Src homológia 2
Fibronektin III
SEC14 domén
MAM domén
Prolin-gazdag
IG-szerű
FERM domén
Kadherin-szerű
PDZ domén
Glikozilált
BRO-1 homológia
Karbonát anhidráz-szerű
Hisztidin domén
Nem-transzmembrán protein tirozin foszfatázok (17)
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
NT1
NT2
NT3
NT4
NT5
PTP domén
Kináz-interakciós domén RGDS motívum
PTP1B (N1) TCPTPb (N2)
NT6
PTPD1 (N21) PTPD2b (142)
SHP1 (N6) SHP2 (N11)
NT7
MEG2 (N9)
NT8
HDPTP (N23) PTPBAS (N13)
BDP1 (N18) PTP-PEST (N12) LYP (N220)
PTPH1 (N3) MEG1 (N14)
PTP pszeudo-foszfatáz domén
Src homológia 2
Fibronektin III
SEC14 domén
MAM domén
Prolin-gazdag
IG-szerű
FERM domén
Kadherin-szerű
PDZ doménj
Glikozilált
BRO-1 homológia
Karbonát anhidráz-szerű
Hisztidin domén
NT9
PTPTyP (N20)
HePTP (N7)
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Növekedési faktor receptorok és tirozin foszforilációjuk PDGFR
EGFR
Foszfotirozin
Foszfotirozin
Y559 Y581 Y716 Y741 Y751 Y771 Y1009 Y1021
Y992 Y1045 Y1068 Y1086 Y1148 Y1173
P P
P P
P P P P P P
PLCg P
P
P
P
P
P
P
P
P
P Ras-Gap
P
P
P
Shc
PI3K
Cbl
IRS-1
Abl
SLP76
GRB2
p120
P
Crk
SHP-1
Nck
STAT1
SRC
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Receptor tirozin kináz jelátviteli útvonal Ligand RTK
Dimerizáció
Plazma membrán P
P
Citoplazma
P P P P
P P
PI3K PDK1
GRB2 SOS
PLC
JAK
Ras
Akt
PKC
Src
Raf
STAT Erk
Transzkripció
Sejtmag Proliferáció
Túlélés
Migráció
Sejtciklus progresszió
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Növekedési faktor receptor jelátviteli utak I. Ligand Plazma membrán
RTK P
P
PIP3
P P
P
P
P
P P
P
P
GRB2 P
P P
GRB2
PIP2
GRB2
P P
PIP3
Targetek
PDK1
Akt
Targetek
Targetek
PI3K Shp2 GRB2
P
Shp2 GRB2
SOS
Ras
Erk
Targetek
Targetek
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Növekedési faktor receptor jelátviteli utak II. Ligand Plazma membrán
RTK P
P
PIP2
P P
P
P
P
P
PH
PLC
SH2
SH2
IP3
Ca2+
DAG
PKC
SH3 P
Cbl
PLC
Citoplazma
C2
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
EGF jelátvitel EGF
Vav2 EGFR
PTP
+
E2Ub
H2O2
-
-
Cbl
NADPH szintézis
DAG
SOS
Rac
-
Célgének
Ca2+
Shc
Cdc42 /Rac
STAT3
IP3
Gab1
+
STAT1
PLCg
GRB2
-
PKC
PI3K
Ras Src
MEKK
PIP3
MEKK4 Akt
MKK2
-
Raf ADAM
PDK1 MAPKK
MKK4 Targetek
DOK
Targetek
Ras GAP Nck
+
GRB2
-
FAK
HB-EGF MAPK
p38
JNK
Bad
FKHR
MAPK
Gab1
Src
PAK1 RSK2
p53
Jun
C-Fos
MAPK
Paxillin
Shp2 CAS
AP1
JNK
WASP
Apoptózis CREB
Sejtciklus
Citoszkeleton
Rac
A növekedési faktor jelátvitel általános jellemzői Bemenő jel Diverz bemenő jelek (Multiple RTK-ok)
Szisztéma kontroll
+ Konzervált core folyamatok
+
+
Diverz kimeneti események (transzkripciós válasz, citoszkeletális változások, stb) Kimenő jel
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
A különböző növekedési faktor receptorok ugyanazokat a jelátviteli utakat használják EGF TGFa b-cellulin Amfiregulin HB-EGF
P
P
PDGF-C Nem specifikus ligandok
P P
P
P
P P
Heregulinok
P P
EGFR
P P
P
P
P P
b-cellulin NRG2 NRG3 VEGF-B
P P
P P
Her2
GRB2 SOS
P
P
P P P P
P P
VEGF-C
P P
Ras
Rac
VEGFR1 CDC42
JNK útvonal
P P
P P
P P
VEGFR2
P
P
P P P P
P P
P
P
P P
VEGFR3
SCF
P P
PDGFR-a
P P
P
P
P P
P P P P
PDGFR-b
P P
P P
c-kit
Rho
Tak
PI3K
MEK1/2
MKK4/7
MKK3/6
Akt
Erk
JNK
p38
mTor
Proliferáció Metasztázis
P
P
PDGF-B PDGF-D
P38 útvonal
MEKK
Sejt túlélés
VEGF-D PDGF-A
P P P P
P P
P
P
P P
Her4
Raf
P
P
P P
Her3
ERK útvonal
VEGF-A
Apoptózis rezisztencia
Érújdonképződés
Sorafenib
Sirolimus
Panitumumab
Temsirolimus
Erlotinib
Midostaurin
Gefitinib
Motesanib
Lapatinib
Pazopanib
Leflunomide
Enzastaurin
Trastuzumab
Sunitinib
Imatinib
Vandetanib
Everolimus
Bevacizumab Cetuximab
TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011
Nátriuretikus peptid jelátvitel ANP
BNP
CNP
Nátriuretikus peptid P
Nátriuretikus peptid
P
Kináz
Receptor
NPR-C
NPR-A (GC-A)
NPR-B (GC-B)
ATP
Alap állapot
Ligand-kötő domén
P
P
Plazma membrán P P P P P P
Kináz homológia domén
P P P P P P
P P P P P
P P P P P
Deszenzitizált Hinge régió
Hormon kötött
ATP
ATP P
Foszfatáz
Guanilát-cikláz domén
GTP
cGMP
GTP
↑NP degradáció ↓cAMP? ↑ IP3?
↑ Vazorelaxáció ↑ Diurézis, natriurézis ↓ Renin, aldoszteron ↓ Sejt proliferáció ↓ Szív fibrózisa
P
cGMP GTP
Élettani válasz
P
↑ Vazorelaxáció ↓ Sejt proliferáció ↑ Hosszú csontok növekedése
cGMP
Aktív
