Nereceptorska tirozin-kinaza
Nereceptorska tirozin-kinaza (nRTK) je citosolni enzim koji je odgovoran za kataliziranje prijenosa fosfatne grupe od nukleozid-trifosfatnog donora, kao što je ATP, do tirozinskog ostataka u proteinima. Nereceptorske tirozin-kinaze su podgrupa porodice proteina tirozin-kinaza, enzima koji mogu prenijeti fosfatnu grupu sa ATP na tirozinski ostatak proteina (fosforilacija). Ovi enzimi reguliraju mnoge ćelijske funkcije, uključivanjem ili isključivanjem drugih enzima u ćeliji.
| Nereceptorska tirozin-kinaza | |
|---|---|
| Identifikatori | |
| Simbol | nRTK |
Za razliku od receptorskih tirozin-kinaza (RTK), druge podgrupe tirozin- kinaza, nereceptorske tirozin-kinaze su citosolni enzimi. U ljudskim ćelijama identificirane su 32 nereceptorske tirozin-kinaze (EC 2.7.10.2). Reguliraju rast ćelija, proliferaciju, diferencijaciju, adheziju, migracije i apoptozu, a kritične su komponente u regulaciji imunskog sistema.
Funkcija
urediGlavna funkcija nRTK-a je njihovo učešće u transdukciji signala kod aktiviranih T– i B-ćelija u imunskom sistemu.[1] Signalizacija mnogih receptora zavisi od nRTK-a uključujući T-ćelijske receptore (TCR), B-ćelijske receptore (BCR), IL-2 receptore (IL-2R), Ig receptore, eritropoetin (EpoR) i prolaktinske. CD4 i CD8 receptori na T-limfocitima zahtijevaju signalizizaciju Src člana porodice Lck. Kada se antigen veže za T-ćelijski receptor, Lck postaje autofosforiliran i fosforilira zeta lanac T-ćelijskog receptora, zatim se drugi nRTK, Zap70, vezuje za ovaj T-ćelijski receptor i učestvuje u nizvodnim signalnim događajima koji posreduju u transkripcijskoj aktivaciji citokinskih gena. Drugi član porodice Src Lyn je uključen u signalizaciju posredovanu B-ćelijskim receptorom. Lyn se aktivira stimulacijom receptora B-ćelija, što dovodi do regrutacije i fosforilacije nRTK-a povezanog sa Zap70, Syk. Drugi nRTK, Btk, također je uključen u signalizaciju posredovanu receptorom B-ćelija. Mutacije u Btk genu odgovorne su za X-vezanu agamaglobulinemiju,[2][3] bolest koju karakterizira nedostatak zrelih B-ćelija.
Struktura
urediZa razliku od receptorskih tirozin kinaza, nRTK nemaju karakteristike slične receptorima kao što su vanćelijski ligand-vezujući domen i transmembranska regija koje se proteže. Većina nRTK nalazi se u citoplazmi,[4] ali neki nRTK usidreni su za ćelijsku membranu preko amino-terminalne modifikacije. Ovi enzimi obično imaju modularnu konstrukciju i pojedinačni domeni su spojeni sekvencama fleksibilnih linkera. Jedan od važnih domena nRTK-a je katalitski domen tirozin-kinaze, koji je dug oko 275 ostataka. Struktura katalitskog domena može se podijeliti na mali i veliki režanj, gdje se ATP veže za mali, a proteinski supstrat za veliki režanj. Nakon vezivanja ATP-a i supstrata za nRTK, dolazi do katalize transfernog fosfata u rascjepu između ova dva režnja. Utvrđeno je da nRTK-ovi imaju određene preferencije sekvence oko ciljanog Tyr. Naprimjer, Src preferirana sekvenca je Glu–Glu/Asp–Ile–Tyr–Gly/Glu–Glu–Phe, a preferirana sekvenca Abl je Ile/Val–Tyr–Gly–Val–Leu/Val.[5] Različite preferirane sekvence oko Tyr u Src i Abl sugeriraju da ova dva tipa nRTK fosforiliraju različite mete. Nereceptorske tirozin-kinaze ne sadrže samo domen tirozin-kinaze, nego također i domene koji posreduju interakcije protein-protein, protein-lipid i protein-DNK. Jedan od domena interakcije protein-protein u nRTK-ovima su Src homologija 2 (SH2) i tri (SH3) domena.[6] Duži SH2 domen (~100 ostataka) vezuje ostatke fosfotirozina (P-Tyr) na način specifičan za sekvencu. P-Tyr stupa u interakciju sa SH domenom u dubokom rascjepu, koji ne može vezati nefosforilirani Tyr. SH3 domen je manji (~60 ostataka) i vezuje sekvence koje sadrže prolin, sposobne da formiraju poliprolinnski heliks tip II.
Neki od nRTK-ova bez SH2 i SH3 domena imaaju potporodice specifičnog domena koji se koriste za interakcije protein-protein. Naprimjer, specifični domeni koji ciljaju enzime na citoplazmatskom dijelu citokinskih receptora (Jak porodica) ili dva domena: integrin-vezujući i fokusna adhezija-vezujući domen (porodica Fak). nRTK Abl posjeduje SH2 i SH3 domene, ali ima i druge domene za interakcije: F-aktin-vezujući domen i DNK-vezujući domen sadrži jeedarni lokalizacijski signal i nalazi se u jedru i citoplazmi. Pored SH2 i SH3 domena, Btk/Tec potporodica nRTK ima još jedan modulni domen, plekstrinski homologni (PH) domen. Ovi PH domeni vezuju se za fosfatidilinozitolne lipide koji su fosforilirani na određenim pozicijama glave grupe. Ovi enzimi mogu se vezati za aktivirane signalne komplekse na membrani putem interakcije PH domena s fosforiliranim fosfatidilinozitol-lipidima.[7]
Regulacija
urediNajčešća tema u regulaciji nRTKs i RTK je fosforilacija tirozina. Uz nekoliko izuzetaka, fosforilacija tirozina u aktivacijskoj petlji nRTK-a dovodi do povećanja enzimske aktivnosti. Aktivacijska petlja fosforilacija javlja se putem trans-autofosforilacije ili fosforilacija različitim nRTK-ovima. Moguće je negativno regulirati aktivnost kinaze, fosforilacijom tirozina izvan aktivacijske petlje. Proteini tirozin-fosfataza (PTP) vraćaju nRTK u njihovo osnovno stanje aktivnosti. U nekim slučajevima PTP-ovi pozitivno reguliraju aktivnost nRTK-a.[8]
Inhibitori
urediMutacija u genu za nereceptorsku tirozin-kinazu može rezultirati aberantnom aktivnošću ovog enzima. Ova patološki povećana aktivnost nRTK može biti odgovorna za rast i napredovanje ćelija raka, indukciju rezistencije na lijekove, stvaranje metastaza i tumora neovaskularizaciju. Inhibicija nRTK može pomoći u liječenju ovih tumora. Neki od inhibitora nRTK su već testirani kao agensi protiv raka. Ova ciljana terapija blokira unutarćelijke procese uključene u tumorsku transformaciju ćelija i/ili održavanje malignog fenotipa tumorskih ćelija. Obično se monoklonska antitijela koriste za ciljanu blokadu RTK, koja blokiraju vanćelijski domen receptora i sprečavaju vezivanje liganda. Za specifičnu blokadu nRTK, međutim, koriste se supstance niske molekulne težine koje se nazivaju inhibitiri tirozin-kinaze (TKI), koje blokiraju kaskadu transdukcije ili na intracitoplazmatskom nivou, ili direktno blokiraju nRTK.
Primjeri
urediPrimjeri nereceptorskih tirozin-kinaza uključuju:
Reference
uredi- ^ Weiss A, Littman DR (januar 1994). "Signal transduction by lymphocyte antigen receptors". Cell. 76 (2): 263–74. doi:10.1016/0092-8674(94)90334-4. PMID 8293463. S2CID 13225245.
- ^ Vihinen M, Vetrie D, Maniar HS, Ochs HD, Zhu Q, Vorechovský I, Webster AD, Notarangelo LD, Nilsson L, Sowadski JM (decembar 1994). "Structural basis for chromosome X-linked agammaglobulinemia: a tyrosine kinase disease". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 91 (26): 12803–7. Bibcode:1994PNAS...9112803V. doi:10.1073/pnas.91.26.12803. PMC 45528. PMID 7809124.
- ^ Tsukada S, Saffran DC, Rawlings DJ, Parolini O, Allen RC, Klisak I, Sparkes RS, Kubagawa H, Mohandas T, Quan S (januar 1993). "Deficient expression of a B cell cytoplasmic tyrosine kinase in human X-linked agammaglobulinemia". Cell. 72 (2): 279–90. doi:10.1016/0092-8674(93)90667-F. PMID 8425221. S2CID 32339052.
- ^ Neet K, Hunter T (februar 1996). "Vertebrate non-receptor protein-tyrosine kinase families". Genes Cells. 1 (2): 147–69. doi:10.1046/j.1365-2443.1996.d01-234.x. PMID 9140060. S2CID 38301879.
- ^ Songyang Z, Carraway KL, Eck MJ, Harrison SC, Feldman RA, Mohammadi M, Schlessinger J, Hubbard SR, Smith DP, Eng C (februar 1995). "Catalytic specificity of protein-tyrosine kinases is critical for selective signalling". Nature. 373 (6514): 536–9. Bibcode:1995Natur.373..536S. doi:10.1038/373536a0. PMID 7845468. S2CID 1105841.
- ^ Kuriyan J, Cowburn D (1997). "Modular peptide recognition domains in eukaryotic signaling". Annu Rev Biophys Biomol Struct. 26: 259–88. doi:10.1146/annurev.biophys.26.1.259. PMID 9241420.
- ^ Isakoff SJ, Cardozo T, Andreev J, Li Z, Ferguson KM, Abagyan R, Lemmon MA, Aronheim A, Skolnik EY (septembar 1998). "Identification and analysis of PH domain-containing targets of phosphatidylinositol 3-kinase using a novel in vivo assay in yeast". EMBO J. 17 (18): 5374–87. doi:10.1093/emboj/17.18.5374. PMC 1170863. PMID 9736615.
- ^ Tonks NK, Neel BG (novembar 1996). "From form to function: signaling by protein tyrosine phosphatases". Cell. 87 (3): 365–8. doi:10.1016/S0092-8674(00)81357-4. PMID 8898190. S2CID 5591073.
