Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

ENZIM-KÖTÖTT RECEPTOROK

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Berki Tímea és Boldizsár FerencJelátvitel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Enzim aktivitással rendelkező receptorok• Receptor tirozin kinázok (RTK)

– pl. PDGF, inzulin, EGF, VEGF és FGF receptorok• Receptor tirozin foszfatázok

– pl. CD45 [klaszter determináns-45] fehérje T-sejteken és makrofágokon

• Receptor guanilát ciklázok– pl. natriuretikus peptid receptorok

• Receptor szerin/treonin kinázok– pl. aktivin és TGF-b receptorok

• Tirozin-kináz asszociált receptorok: receptorok, amik olyan fehérjékkel asszociálnak, melyeknek tirozin kináz aktivitásuk van (citokin receptorok)

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Receptor osztályok I.Osztály Példák Szerkezeti jellemzők

I EGF receptor, NEU/HER2, HER3 Cisztein-gazdag szekvenciák

II Inzulin receptor, IGF-1 receptor Cisztein-gazdag szekvenciák; diszulfid kötött heterotetramerek jellemzik

III PDGF receptorok, c-Kit 5 immunglobulin-szerű domént tartalmaz; van kináz inzert

IV FGF receptorok 3 immunglobulin-szerű domént és kináz inzertet is tartalmaz, valamint savas domént

V Vaszkuláris endoteliális növekedési faktor(VEGF) receptor

7 immunglobulin-szerű domént és kináz inszertet tartalmaz

VI Hepatocita növekedési faktor (HGR) és scatter faktor (SF) receptorok

Heterodimer, mint a II osztályú receptorok, kivéve, hogy az egyikprotein alegység teljesen extracelluláris. A HGF receptor egyproto-onkogén,amit MET onkogénként fedeztek fel

VII Neurotrofin receptor család (TRKA, TRKB,TRKC) és NGF receptor

Nincs vagy kevés cisztein-gazdag domén; NGFR-nek leucinbangazdag doménje van

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Receptor osztályok II.Ligand Receptorok Ligand csapdák Járulékos receptorok Smads

TGF-b TbR-IITbR-IALK5

Latencia-asszociált polypeptid (LAP)Dekorina2-makroglobulin

Betaglikán Smad2Smad3Smad4

Inhibin ActR-IIBALK4

  Betaglikán Smad2Smad3Smad4

Activin ActR-IIBALK4

Follistatin   Smad2Smad3Smad4

NodalGDF1Vg1

ActR-IIBALK4ALK7

DANCerberus

Cripto Smad2Smad3Smad4

BMP2BMP4BMP7

BMPR-IIALK3ALK6

DANCerberusChordin/SOGFollistatinNoggin

 

Smad1Smad5Smad8Smad4

BMP4GDF5

ActR-IIBALK3ALK6

Chordin/SOGFollistatinNoggin

 

Smad1Smad5Smad8Smad4

BMP7 ActR-IIBALK2

Chordin/SOGFollistatinNoggin

 

Smad1Smad5Smad8Smad4

MIS

AMHR-IIALK2ALK3ALK6

   

Smad1Smad5Smad8Smad4

TGF-b TbR-IIALK1

  Endoglin

Smad1Smad5Smad8Smad4

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Bevezetés

“Komplett” receptor tirozin kinázok “Inkomplett” receptor

Citoplazmatikusnem-receptortirozin kináz

Adapter

Jel Jel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

RTK családok• 90 tirozin-kináz található a humán genomban, ebből 58 RTK• Növekedési faktor, citokin- és hormonreceptorok• Osztályok:

I EGFR család (ErbB) X LTK családII Inzulin rec. család XI TIE családIII PDGF család XII ROR családIV FGF család XIII DDR családV VEGF család XIV RET családVI HGF család (c-Met) XV KLG családVII Trk család XVI RYK családVIII Eph család XVII MuSK családIX AXL család

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Receptor tirozin kináz család

VEGFR1VEGFR2VEGFR3

PDGFRaPDGFRbCSF1RKitKit2

Ryk TorsoEGFRErbB2ErbB3ErbB4

MetRonSea

TrkATrkBTrkC

INSRIGF1RIRR

AxlMerSky

EphEckEekErkElkEhk1Ehk2SekHekHek11Cek-9Myk-1Myk-2

RosFGFR1FGFR2FGFR3FGFR4

TieTie2

DDR Ret TorpedoRor1Ror2

LtkAlk

Fibronektin IIILeucin-gazdag

Cisztein gazdagSavas-box

KinázIG-szerű

EGF-szerűKadherin

VIII-faktor-szerűGlicine-gazdag Kringle

C1r-szerű

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

RTK aktiváció fő lépései

1. Ligand-kötés2. Dimerizáció3. Autofoszforiláció4. Jelátviteli komplex (adapter fehérjék,

kinázok stb.)

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A növekedési faktor receptor dimerizáció

Plazma membrán

Citoplazma

Juxtamembrán régió C-terminális régióAktivációs és katalitikus hurok (szubsztrát hozzáférése gátolt)Aktivációs és katalitikus hurok (szubsztrát számára hozzáférhető)

PP

PP

PP

PP

P PATP ATP

Dimerizáció

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Receptor tirozin kinázok autofoszforilációja

p120Ras-Gap

PLCg

FoszfotirozinY559Y581Y716Y741Y751Y771Y1009Y1021

Foszfotirozin Y992Y1045Y1068Y1086Y1148Y1173

PDGFR

PP

PPP

PP

PPP

PP

PP

EGFR

PPPPP

PPPP

P

Shc SLP76

Abl

CblPI3K

IRS-1

GRB2 SRCSHP-1

STAT1

Crk

Nck

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A kezdeti jelátviteli komplex tagjai• Enzimek/transzkripciós faktorok: pl. Src/Syk

család kinázok, SHP-1, PLCg, Sos, Vav, RasGAP, STAT1

• Adapterek/szabályozók: pl. Grb2, SLP-76, SOCS1, Nck, Shc, Crk-L, p85

• Adapterek/dokkoló fehérjék: pl. FRS2, IRS1, DOK1

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Tirozin kináz receptor közvetítette jel

SRC

PLCg

PKC

PI3K RAS

RAF

MEK

MAPK

Plazma membrán

SOSSHC GRB2

RSK

FAK

Differenciáció

Transzkripció szabályozás

Differenciáció/Növekedés

Sejtmag

YY

YYY

Y

Növekedési faktor/Hormon

Receptor PTK

Sejtplazma

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Ras-MAPK útvonal

Elk-1 PP

Plazma membrán

CitoplazmaRAS

SOSGRB2

Növekedési faktor/Hormon

Receptor PTK

AktívRAS RAF

MEK1

ERK2

Adapterfehérje

Guanin nukleotidkicserélő faktor

(GEF)

GDPGTP

PP

MEK1 PP

ERK2 PP

ERK2 PPERK2P

P

SRE

Elk-1Elk-1 P

P

SRF

Sejtmag

AP-1

PPcFos

+

?

Géntranszkripció

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Parallel MAPK útvonalakERK útvonal p38 útvonal JNK útvonal

Mitogének Stressz/CitokinekLigandok ésaktivátorok

A-raf, B-raf, C-raf MEKK1, DLK, MLK2, ASK,TAK1, TAO, TAO2MAPKKK

MEK1, MEK2 MEK3, MEK6 MEK4, MEK7MAPKK

ERK1, ERK2, ERK5 ERK3, ERK4 p38a, b, d JNK1, 2, 3MAPK

RSK1RSK2RSK3RSK4

MSK1MSK2

MNK1

MNK2

MK2MK3

MK5BMK

PDK1

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

MAPK-aktivált kinázok (MKok)• RSK (riboszómális S6 kinázok): citoplazmatikus (a

transzláció iniciáló faktorai, apoptózis gépezet, ösztrogén receptor, Sos), a foszforilált forma a sejtmagba transzlokálódhat (ATF4, c-Fos, SRF)

• MSK (mitogén- és stressz-aktivált kinázok): a sejtmagban (CREB, hiszton H3, HMGN1, ATF1)

• MNK (MAPK-interakciós kináz): transzláció iniciáló komplex

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Az útvonal leállítása

• Foszfatázok PTP1B, SHP1/2, DEP1• A GEF (Sos) foszforilációja csökkenti az

adapterhez (Grb2) való affinitást• A sejtfelszíni receptor eltávolítása

endocitózissal

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

MAPK/ERK a növekedésben és differenciációban

Ca2+

FoxO3 ER

Stat1/1

CREB TIF1A

C-Myc/N-MycPax6

Elk-1

C-Fos

Ets

UBF

ETV1

HMGN1

ATF1

Hiszton H3

SRF

TIF1AETV1

ERa C-Fos

Myt1ATF4

MITF Nur77

Mad1

C/EBPβ

Ran BP3

Erk1/2MSK1/2BUB1p90RSKP27 KIP1

Erk1

MEK1

PKC

Erk1/2

MNK1/2

MEK1/2

B-Raf c-Raf

c-RafPKA

PAKSrc

PI3KFynFAK

Tpl2/Cot1

C-TAK1

MPK-1/2

cdc25

MPK-3

PP1/PP2At

SOS

Bim

C3G

SOSSOS Ras

Rac

Rap1 PLCg

cPLA2

P14MP1

IMP

PEA-15

PPARg

Spred

KSR

14-3-3

ShcFRS2IRS

GRB2Pax

CASTal

elF4B

rpS6

Filamin A

IkBa

CRK

TSC2eEF2KinázDAPK

BAD

GSK-3

METTL1 nNos

Ca2+

GRB2

PYK2

B-Raf

PD98059U0126

Késői endoszóma

Sejt adhézió

Transzlációkontroll

Ion csatornák,receptorok

Heterodimer

Citoszkeletálisfehérjék

Sejtciklus progresszió Sejtmag

Citoplazma

Ca2+Ion csatornák

RTK-ok

RTK-ok

Integrinek

Spry

cAMP

p90RSK