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

TIROZIN KINÁZ-KÖTÖTT

RECEPTOROK 2.

NÖVEKEDÉSI

FAKTOROK

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

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

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktorok (GFok) -

Történet

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 ECM-hoz 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

Citoplazmatikus

nem-receptor

tirozin kináz

Adapter

Jel Jel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

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

Receptor tirozin kináz (RTK)

családok

• 90 tirozin-kináz található a humán genomban, ebből 58 RTK

• Növekedési faktor, citokin- és hormon receptorok

• Osztályok:

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Kináz-foszfatáz egyensúly

Foszforiláz kináz

(szerin/treoninkináz)

PP1c (szerin/treonin foszfatáz)

Foszforiláz b

Foszforiláz b

Foszforiláz a P

Foszforiláz a P

Inaktív Aktív

P

ATP ADP

CD45 (tirozin foszfatáz)

Csk (tirozin kináz)

ADP ATP

Inaktív p56Lck

P Y505

Y394

Foszforilálatlan p56Lck

Y505

Y394

Aktív p56Lck

P Y394

P

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktor receptorok

VEGFR1

VEGFR2

VEGFR3

PDGFRa

PDGFRb

CSF1R

Kit

Kit2

Ryk Torso EGFR

ErbB2

ErbB3

ErbB4

Met

Ron

Sea

TrkA

TrkB

TrkC

INSR

IGF1R

IRR

Axl

Mer

Sky

Eph

Eck

Eek

Erk

Elk

Ehk1

Ehk2

Sek

Hek

Hek11

Cek-9

Myk-1

Myk-2

Ros FGFR1

FGFR2

FGFR3

FGFR4

Tie

Tie2

DDR Ret Torpedo Ror1

Ror2

Ltk

Alk

Fibronektin III

Leucin-gazdag

Cisztein gazdag

Savas-box

Kináz

IG-szerű

EGF-szerű

Kadherin

VIII-faktor-szerű

Glicine-gazdag Kringle

C1r-szerű

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Receptor-szerű protein tirozin

foszfatázok (PTP) (21)

CD45

(RC)

R1/R6

PTPm

(RM)

PTPk

(RK)

PTPr

(RT)

PTPl

(RU)

R2B

LAR

(RF)

PYPs

(RS)

PTPd

(RD)

R2A

PTPa

(RA)

PYPe

(RE)

R4

PTPg

(RG)

PYPz

(RZ1)

R5

PTPb

(RB)

DEP1

(RJ)

SAP1

(RH)

GLEPP1

(RO)

PTPS31

(RP)

R3

PCPTP1g

(RR)

STEP

(N5)

R7

IA2

(RN)

IA2b

(RN2)

R8

RGDS motívum

Prolin-gazdag MAM domén

SEC14 domén Fibronektin III

FERM domén IG-szerű

BRO-1 homológia Glikozilált

PDZ domén Kadherin-szerű

Hisztidin domén Karbonát anhidráz-szerű

Kináz-interakciós domén PTP domén

Src homológia 2 PTP pszeudo-foszfatáz

domén

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

RGDS motívum

Prolin-gazdag MAM domén

SEC14 domén Fibronektin III

FERM domén IG-szerű

BRO-1 homológia Glikozilált

PDZ doménj Kadherin-szerű

Hisztidin domén Karbonát anhidráz-szerű

Kináz-interakciós domén PTP domén

Src homológia 2 PTP pszeudo-foszfatáz

domén

Nem-transzmembrán protein tirozin

foszfatázok (17)

HDPTP

(N23)

NT8

MEG2

(N9)

NT3

HePTP

(N7)

PTPH1

(N3)

MEG1

(N14)

NT5

SHP1

(N6)

SHP2

(N11)

NT2

PTPBAS

(N13)

NT7

PTPD1

(N21)

PTPD2b

(142)

NT6

PTP1B

(N1)

TCPTPb

(N2)

NT1

BDP1

(N18)

PTP-PEST

(N12)

LYP

(N220)

NT4

PTPTyP

(N20)

NT9

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktor receptorok és

tirozin foszforilációjuk

p120 Ras-Gap

PLCg

Foszfotirozin Y559

Y581

Y716

Y741

Y751

Y771

Y1009

Y1021

Foszfotirozin Y992

Y1045

Y1068

Y1086

Y1148

Y1173

PDGFR

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

EGFR

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

Shc SLP76

Abl

Cbl PI3K

IRS-1

GRB2 SRC SHP-1

STAT1

Crk

Nck

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Receptor tirozin kináz jelátviteli

útvonal

Proliferáció Migráció Túlélés Sejtciklus progresszió

Transzkripció

RTK

Ligand

P

P

P

P

P

P

P

P

Dimerizáció

Src

SOS GRB2

Ras

Raf

Erk

PKC

PLC

STAT

JAK

Akt

PI3K

PDK1

Plazma membrán

Citoplazma

Sejtmag

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktor receptor jelátviteli

utak I.

Targetek PIP2 PIP3

Targetek Targetek

Akt PDK1

PIP3

SOS Ras

Targetek

Erk

Targetek

GRB2

GRB2

Shp2

Shp2

GRB2

GRB2

GRB2

PI3K

RTK

Ligand

P P

P P

P

P

P

P

P

Plazma membrán

P

P

P

P

P

P

P

P

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktor receptor jelátviteli

utak II.

RTK

Ligand

DAG

IP3 PIP2

PKC

Ca2+

Cbl

P

PLC PLC C2 PH SH3 SH2 SH2

Plazma membrán

Citoplazma P

P

P

P

P

P

P

P

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

EGF jelátvitel

EGFR

JNK

SOS

Ras

GRB2

C-Fos

Raf

MAPKK

AP1

MAPK

PAK1

Nck

GRB2

Gab1

Shp2

WASP

Src

Shc

Bad FKHR

CREB

RSK2 Jun p53

MAPK JNK p38

Cdc42 /Rac

Vav2

EGF

Citoszkeleton Sejtciklus

Apoptózis

STAT1 STAT3

Célgének

ADAM

HB-EGF

PTP

Rac

H2O2

NADPH

szintézis Gab1

PI3K

PIP3

E2Ub

Targetek

DOK

Akt PDK1

Cbl

MKK2 MKK4

MEKK MEKK4

Rac

FAK

CAS

Paxillin

Src

Targetek

Ca2+

PKC

DAG

PLCg

IP3

MAPK

Ras GAP

+

- -

- -

-

+

-

+

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A növekedési faktor jelátvitel

általános jellemzői

Diverz bemenő jelek

(Multiple RTK-ok)

Konzervált core

folyamatok

Diverz kimeneti események

(transzkripciós válasz,

citoszkeletális változások, stb)

Szisztéma kontroll

+

- +

+

-

Bemenő jel

Kimenő jel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A különböző növekedési faktor receptorok

ugyanazokat a jelátviteli utakat használják

PDGF-C

Sejt túlélés Proliferáció Apoptózis rezisztencia

Metasztázis Érújdonképződés

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

EGFR Her2 Her3 Her4 VEGFR1 VEGFR2 VEGFR3 PDGFR-a PDGFR-b c-kit

EGF

TGFa

b-cellulin

Amfiregulin

HB-EGF

Nem specifikus

ligandok Heregulinok

b-cellulin

NRG2

NRG3 VEGF-B VEGF-A VEGF-C VEGF-D PDGF-A PDGF-B

PDGF-D SCF

SOS GRB2 Ras Rac Rho CDC42

MEK1/2

Erk

Raf

ERK útvonal

MKK4/7

JNK

MEKK

JNK útvonal

MKK3/6

p38

Tak

P38 útvonal

Akt

mTor

PI3K

Everolimus

Imatinib

Trastuzumab

Leflunomide

Lapatinib

Gefitinib

Erlotinib

Panitumumab

Sorafenib

Cetuximab

Bevacizumab

Vandetanib

Sunitinib

Enzastaurin

Pazopanib

Motesanib

Midostaurin

Temsirolimus

Sirolimus

P

P

P

P

P

P

P

P

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Nátriuretikus peptid jelátvitel

Deszenzitizált

↑NP degradáció

↓cAMP?

↑ IP3?

↑ Vazorelaxáció

↑ Diurézis, natriurézis

↓ Renin, aldoszteron

↓ Sejt proliferáció

↓ Szív fibrózisa

↑ Vazorelaxáció

↓ Sejt proliferáció

↑ Hosszú csontok

növekedése

Kináz homológia domén

Plazma membrán

Ligand-kötő domén

Receptor

Hinge régió

Guanilát-cikláz domén

Élettani válasz

Nátriuretikus peptid

NPR-C NPR-A

(GC-A)

NPR-B

(GC-B)

ANP BNP CNP

cGMP GTP cGMP GTP

P P

P P

P P

P P P

P P

P P P

P P

P P

P P

P P

Nátriuretikus

peptid

Hormon kötött

Aktív

Kináz

Foszfatáz

ATP

ATP

cGMP GTP

P P

P

P P

P P

Alap állapot

ATP