celsignalering

receptoren met intrinsieke enzymatische activiteit zijn de op één na grootste groep receptoren na de GPCR ‘ s. Zij omvatten vier types volgens de vorm van enzymatische activiteit van het intracellulaire domein (figuur 23a).

• Receptortyrosinekinasen (RTKs) bij activering, de fosforylaten van het kinasedomein tyrosine aminozuurresiduen. Er zijn zeven klassen van RTK met verschillende extracellulaire domeinen (figuur 23b).

• Receptor serine-threonine kinases bij activering, het kinasedomein fosforylaten serine en / of threonine aminozuurresiduen.

• Receptortyrosinefosfatasen de intrinsieke tyrosinefosfatase activiteit van het enzymatische domein wordt onderdrukt bij activering.

• Receptor guanylyl cyclases het enzymatische domein genereert de tweede messenger cGMP van GTP na activering.

figuur 23 (a) De vier klassen van receptoren met intrinsieke enzymatische activiteit. Merk op dat de kinasedomeinen fosforylaatresiduen kunnen bevinden op de andere receptorketen (autofosforylatie) of op andere signalerende proteã nen (zoals hier getoond). Merk op dat receptoren met intrinsieke enzymatische activiteit met uitzondering van tyrosinefosfatasen, zijn vertegenwoordigd in hun actieve toestand, dat wil zeggen, na de vorming van dimeren door het extracellulaire ligand. In tegenstelling tot andere receptoren onderdrukken receptortyrosinefosfatasen hun enzymatische activiteit na ligandbinding. b) de zeven subfamilies van receptortyrosinekinasen (RTK). De functionele rol van de meeste van de cysteïne-rijke, immunoglubuline-achtige, en fibronectine-achtige extracellulaire domeinen zijn niet bekend. Van elke onderfamilie wordt slechts één lid vermeld. Merk op dat de PDGF -, FGF-en VEGF-receptoren een gespleten tyrosinekinasedomein hebben; de PDGF-receptor wordt in meer detail in Figuur 25 getoond. (EGF = epidermale groeifactor; NGF = zenuwgroeifactor; PDGF = van bloedplaatjes afgeleide groeifactor; FGF = fibroblastgroeifactor; VEGF = vasculaire endotheliale groeifactor; Eph = ephrin.)

het basismodel van activering voor receptoren met intrinsieke enzymatische activiteit is dat de ligandbinding dimerisatie (in sommige gevallen oligomerisatie) van de receptor induceert, die de cytoplasmatische enzymatische domeinen samenbrengt en tot een verandering in enzymatische activiteit leidt. Dimerisatie kan optreden tussen verschillende receptoren die hetzelfde ligand binden (heterodimerisatie), of tussen hetzelfde type receptorketens (homodimerisatie), of een van beide. RTK’ s, RTP ‘ s en guanylylcyclase–receptoren vormen in het algemeen homodimers (een uitzondering is de epidermale groeifactor (EGF) receptor tyrosinekinase), terwijl receptorserine-threoninekinasen in het algemeen heterodimers vormen. In sommige gevallen, wordt oligomerization van verscheidene receptoren vereist voor activering.

we zullen nu het algemene mechanisme van activering van RTK ‘ s nader beschrijven. Er zijn verscheidene strategieën waardoor een extracellulair signaal RTK-dimerisatie kan bereiken die tot activering van de receptor leidt:

• liganden zoals EGF, dat een monomeer is, hebben twee bindingsplaatsen voor elke receptoreenheid.

• Platelet-derived growth factor (PDGF) is een covalent gekoppeld dimeer, waarin één subeenheid bindt aan één PDGF-receptorketen en de andere subeenheid bindt aan een andere PDGF-receptorketen (figuur 24).

• Fibroblastgroeifactor (FGF) bindt aan proteoglycanen (op het celoppervlak of op de extracellulaire matrix) en veroorzaakt clustering van FGF-receptoren.

• Ephrines zijn gebonden aan het plasmamembraan van de signalerende cel in clusters, en veroorzaken daardoor associatie van hun receptoren (genoemd Eph receptoren) op de doelcellen na cel–cel contact.

• de insulinereceptor is een tetrameer voorafgaand aan het binden van insuline: bij het binden van insuline, treedt de activering op door herschikking van de verschillende receptorketens die de kinasedomeinen in de nabijheid brengt.

figuur 24 RTK ‘ s worden geactiveerd door autofosforylatie van hun intracellulaire kinasedomeinen na dimerisatie in reactie op binding van het extracellulaire signaal (in dit voorbeeld, een dimeer zoals PDGF).

hoewel er veel variatie kan zijn in de extracellulaire domeinen van RTKs (figuur 23b) en in de manier waarop het extracellulaire signaal bindt aan zijn receptor, is het basismechanisme van receptoractivering nog steeds van toepassing (figuur 24). De associatie tussen receptoren resulteert in cross-phosphorylation van het kinasedomein op elke intracellular staart van RTK, een proces genoemd autofosforylation. Dit resulteert in een verhoging van zijn intrinsieke kinaseactiviteit, die phosphorylation van tyrosines in andere delen van het cytoplasmic domein (en/of andere proteã nen) veroorzaakt. Autofosforylation produceert het dokken plaatsen op de receptor voor stroomafwaarts signalerende proteã nen die SH2 domeinen bevatten.

veel eiwitten kunnen zich binden aan fosfotyrosine (pY)-residuen, maar deze interacties worden beïnvloed door nabijgelegen aminozuurzijketens (zie vorige paragraaf). Bijvoorbeeld, heeft de PDGF-receptor specifieke phosphotyrosineplaatsen, die de regelgevende (p85) subeenheid van phosphatidylinositol 3-kinase (PI 3-kinase), een GTPase-activerende proteã ne (P120 RasGAP) en phospholipase C-g (PLC-γ), onder anderen (figuur 25) kunnen binden. De insulinereceptor breidt zijn docking potentieel uit door zich te associëren met een groot eiwit, insulinereceptor substraat 1 (IRS-1), dat veel tyrosineresiduen heeft die door de insulinereceptor kunnen worden gefosforyleerd (sectie 4). Deze eiwitten worden ‘docking proteins’ genoemd en kunnen geactiveerd worden door direct gefosforyleerd te worden door de RTK, of door interacties met andere docking proteins of plasma membraanmoleculen. Sommige het dokken proteã nen zijn adapterproteã nen die slechts dienen om andere signalerende molecules op zijn plaats te brengen. Het algemene effect van dit systeem is de rekrutering van vele verschillende signalerende wegen, die de modulatie van vele cellulaire processen toestaan.

figuur 25 enkele van de bindende (docking) plaatsen op de geactiveerde PDGF receptor voor SH2-bevattende proteã nen. (De domeinstructuur van deze proteã nen wordt getoond in Figuur 1.13.) Merk op dat dit niet de enige autofosforylatieplaatsen op de PDGF-receptor zijn. De extra gefosforyleerde tyrosines zijn docking plaatsen voor andere SH2-bevattende proteã nen (niet getoond). Voor de eenvoud worden hier slechts één PDGF-receptorketen en één PDGF-monomeer weergegeven.