cellesignalering

receptorer med intrinsisk aktivitet er den næststørste gruppe af receptorer efter GPCR ‘ erne. De omfatter fire typer i form af ensymatisk aktivitet af det intracellulære domæne (figur 23a).

• Receptortyrosinkinaser (RTKs)ved aktivering phosphorylerer kinasedomænet tyrosinaminosyrerester. Der er syv klasser af RTK med forskellige ekstracellulære domæner (figur 23B).

• Receptor serin-threoninkinaser ved aktivering, kinasedomænet phosphorylerer serin-og / eller threonin-aminosyrerester.

• ved aktivering undertrykkes den iboende tyrosinphosphataseaktivitet af det fermatiske domæne.

• den anden messenger cGMP fra GTP efter aktivering.

figur 23 (A) de fire klasser af receptorer med iboende aktivitet. Bemærk, at kinasedomænerne kan phosphorylere rester placeret på den anden receptorkæde (autophosphorylering) eller på andre signalproteiner (som vist her). Bemærk, at receptorer med intrinsisk aktivitet med undtagelse af tyrosinphosphataser er blevet repræsenteret i deres aktive tilstand, det vil sige efter dannelsen af dimerer af den ekstracellulære ligand. I modsætning til andre receptorer undertrykker receptortyrosinfosfataser deres aktivitet ved ligandbinding. b) de syv underfamilier af receptortyrosinkinaser (RTK). Den funktionelle rolle for de fleste af de cysteinrige, immunoglubulin-lignende og fibronectin-lignende ekstracellulære domæner er ikke kendt. Kun et medlem af hver underfamilie er angivet. Bemærk, at pdgf -, FGF-og VEGF-receptorerne har et delt tyrosinkinasedomæne; PDGF-receptoren er vist mere detaljeret i figur 25. (EGF = epidermal vækstfaktor; NGF = nervevækstfaktor; PDGF = blodpladeafledt vækstfaktor; FGF = fibroblastvækstfaktor; VEGF = vaskulær endotelvækstfaktor; Eph = ephrin.)

den grundlæggende model for aktivering af receptorer med en iboende aktivitet er, at ligandbinding inducerer dimerisering (i nogle tilfælde oligomerisering) af receptoren, som samler de cytoplasmatiske domæner og fører til en ændring i ensymatisk aktivitet. Dimerisering kan forekomme mellem forskellige receptorer, der binder den samme ligand (heterodimerisering) eller mellem den samme type receptorkæder (homodimerisering) eller enten. RTK ‘er, RTP’ er og guanylylcyclase–receptorer danner generelt homodimerer (en undtagelse er epidermal vækstfaktor (EGF) receptortyrosinkinase), mens receptor serin-threoninkinaser generelt danner heterodimerer. I nogle tilfælde kræves oligomerisering af flere receptorer til aktivering.

vi skal nu beskrive den generelle mekanisme for aktivering af RTKs mere detaljeret. Der er flere strategier, hvormed et ekstracellulært signal kan opnå RTK-dimerisering, der fører til aktivering af receptoren:

• ligander såsom EGF, som er en monomer, har to bindingssteder for hver receptorenhed.

• Blodpladeafledt vækstfaktor (PDGF) er en kovalent bundet dimer, hvor en underenhed binder til en PDGF-receptorkæde, og den anden underenhed binder til en anden PDGF-receptorkæde (figur 24).

• fibroblastvækstfaktor (FGF) binder til proteoglycaner (placeret på celleoverfladen eller på den ekstracellulære Matrice) og inducerer klyngedannelse af FGF-receptorer.

• Ephriner bindes til plasmamembranen i signalcellen i klynger og inducerer derved association af deres receptorer (kaldet Eph–receptorer) på målcellerne efter celle-celle-kontakt.

• insulinreceptoren er en tetramer inden binding af insulin: ved insulinbinding sker aktivering ved omlejring af de forskellige receptorkæder, der bringer kinasedomænerne i nærheden.

figur 24 RTK ‘ er aktiveres ved autophosphorylering af deres intracellulære kinasedomæner efter dimerisering som reaktion på binding af det ekstracellulære signal (i dette eksempel en dimer såsom PDGF).

selvom der kan være stor variation i de ekstracellulære domæner af RTKs (figur 23B) og på de måder, det ekstracellulære signal binder til dets receptor, gælder den grundlæggende mekanisme for receptoraktivering stadig (figur 24). Forbindelse mellem receptorer resulterer i krydsfosforylering af kinasedomænet på hver intracellulær hale af RTK, en proces kaldet autophosphorylering. Dette resulterer i en stigning i dens iboende kinaseaktivitet, hvilket forårsager phosphorylering af tyrosin i andre dele af det cytoplasmatiske domæne (og/eller andre proteiner). Autophosphorylering genererer dockingsteder på receptoren for nedstrøms signaleringsproteiner, der indeholder SH2-domæner.

mange proteiner kan binde til phosphotyrosin (pY) rester, men disse interaktioner påvirkes af nærliggende aminosyreside-kæder (se forrige afsnit). For eksempel har PDGF-receptoren specifikke phosphotyrosinsteder, som blandt andet kan binde den regulatoriske (p85) underenhed af phosphatidylinositol 3-kinase (PI 3-kinase), et gtpase-aktiverende protein (p120 RasGAP) og phospholipase C-g (PLC-Kurt) (figur 25). Insulinreceptoren udvider sit dockingspotentiale ved at forbinde med et stort protein, insulinreceptorsubstrat 1 (IRS-1), som har mange tyrosinrester, der kan phosphoryleres af insulinreceptoren (afsnit 4). Disse proteiner kaldes ‘dockingproteiner’ og kan aktiveres ved at blive direkte phosphoryleret af RTK eller ved interaktioner med andre dockingproteiner eller plasmamembranmolekyler. Nogle dockingproteiner er adapterproteiner, der blot tjener til at bringe andre signalmolekyler på plads. Den samlede effekt af dette system er rekruttering af mange forskellige signalveje, hvilket muliggør modulering af mange cellulære processer.

figur 25 nogle af bindingsstederne (docking) på den aktiverede pdgf-receptor for SH2-holdige proteiner. (Domænestrukturen af disse proteiner er vist i figur 1.13.) Bemærk, at disse ikke er de eneste autophosphoryleringssteder på PDGF-receptoren. Yderligere phosphorylerede tyrosiner er dockingssteder for andre SH2-holdige proteiner (ikke vist). For enkelhedens skyld vises kun en pdgf-receptorkæde og en pdgf-monomer her.