Особенности отдельных групп рецепторных тирозинкиназ

Рецепторы PDGF и родственные рецепторы

К семейству PDGFR относится Рц колониестимулирующего фактора макрофагов (CSF1R), содержащий 5 Ig-подобных фрагментов С2 типа. Мутации гена ассоциированы с предрасположенностью к миелоидному злокачественному перерождению. Рц фактора роста стволовых клеток (SCFR), или с-Kit во внеклеточном домене также содержит 5 Ig-подобных фрагментов С2 типа. Повреждения гена приводят к развитию частичного альбинизма и некоторых других заболеваний. Клонировано три Рц сосудистых эндотелиальных факторов роста, VEGFR(l-3). VEGFR1 содержит 7 Ig-подобных фрагментов С2-типа. Связывает VEGFA, VEGFB и PLGF. Внутриклеточный домен взаимодействует с фосфотирозил-связывающими белками PLCy, PTPN11, GRB2 (GRB — growth factor receptor-bound protein — белок, связанный с Рц факторов роста), CRK и NCK1. Играет важную роль в развитии сосудов и регуляции их проницаемости. Экспрессируется преимущественно в эндотелии сосудов и моноцитах крови. Растворимая изоформа Рц усиленно образуется в плаценте. VEGFR2 и VEGFR3 содержат по 4 Ig-подобных фрагмента. К семейству относится также Рц цитокина

FL, Flt3 (тирозинкиназа 1 стволовых клеток), содержащий 1 Ig-подобный домен С2-типа и экспрессируемый в клетках костного мозга.

Рецепторы эфринов. Рц эфринов составляют самое многочисленное подсемейство Рц-тирозинкиназ. Типичными особенностями структуры являются наличие во внеклеточном домене 2 фибронектиноподобных фрагментов и наличие на С-конце внутриклеточного домена так называемого стерильного а-мотива (SAM), служащего для заякоривания участвующих в проведении сигнала белков, содержащих модуль SAM, а также для олигомеризации Рц. Примембранная внутриклеточная область может связываться с SH2 доменом белка Ras-GAP. Рц эфринов (EphR) подразделяют на две группы (EphRA и EphRB) в соответствии с типом связываемых лигандов — эфринов-А или эфринов-В (эфрины-А заякорены на клеточной мембране посредством гликозилфосфатидилинозитольной связи, а эфрины-В являются интегральными мембранными белками, содержащими трансмембранный домен).

Внеклеточный домен

Рц семейства играют важную роль в развитии (особенно нервной системы). Так, EphRA8, связывающий эфрины А2, A3 и А5, участвует в опосредуемом межклеточными контактами направленном росте аксонов. EphRB4, связывающий эфрин В2, играет роль в развитии сосудистой системы.

Рецепторы подсемейства AXL/UFO обычно содержат во внеклеточном домене по 2 Ig-подобных и фибронектиноподобных фрагмента. В ряде случаев могут выступать в роли протоонкогенов. Играют важную роль в развитии. Дефекты одного из членов подсемейства (с-Мег) служат причиной пигментного ретинита с дегенерацией клеток сетчатки и слепотой. Лигандом Рц AXL может быть зависимый от витамина К белок специфичного для остановки роста гена 6. Внеклеточный домен этого Рц может также участвовать в агрегации клеток за счёт гомофильного связывания.

Рецепторы подсемейства TIE/ТЕК. Особенностями их структуры по сравнению с AXL/UFO являются наличие дополнительного фибронектиноподобного фрагмента и наличие между Ig-подобными фрагментами вставки из 3 богатых цистеином EGF-подобных фрагментов. Играют важную роль в ангиогенезе, регулируя пролиферацию, дифференцировку и распределение клеток эндотелия, а также взаимодействие эндотелиальных и гладкомышечных клеток. Дефекты Tie-2 определяют наследуемые дефекты развития венозной системы.

Рецепторы лигандов группы эпидермального фактора роста (Erb = avian erythroblastic leukemia viral (v-erb-b) oncogene homolog, гомолог онкогена вируса эритробластоза птиц).

Рц данного семейства за счёт альтернативного сплайсинга могут экспрессироваться в мембраносвязанной и растворимой формах. Последняя выступает в роли антагониста. Значение гетеродимеризации Рц заключается в создании дополнительных сайтов посадки для субстратов, адапторных и других рекрутируемых белков, отсутствующих в каждом из Рц, взятом отдельно.

Рц семейства ErbB могут быть конститутивно ассоциированы с нерецепторными тирозинкиназами Jak семейства Janus и транскрипционными факторами семейства STAT.

Индуцируемая лигандом димеризация Рц

Индуцируемая лигандом димеризация Рц ведёт к рекрутированию в комплекс тирозинкиназы семейства Src, которая фосфорилирует и тем самым активирует Jak, а также фосфорилирует STAT. Последнее событие обеспечивает димеризацию STAT, его транслокацию в клеточное ядро и взаимодействие с ДНК. c-Src фосфорилирует также сам Рц, повышая его киназную активность. Показана также возможность прямого фосфорилирования STAT активированным Рц.

Рецепторы факторов роста семейства FGF (FGFRs) у человека кодируются 4 генами (FGFR1-4) и экспрессируются в виде множественных вариантов, являющихся продуктами альтернативного сплайсинга и различающихся по избирательности сродства к лигандам. Для внеклеточных доменов полноразмерных Рц характерно наличие 3 Ig-подобных фрагментов. Третий Ig-подобный фрагмент в FGFR1—FGFR3 кодируется 3 альтернативными экзонами. Экзон Igllla даёт укороченный растворимый Рц, который может выступать антагонистом полноразмерных Рц. Вариации Iglllb и Iglllc, видимо, играют важную физиологическую роль, обеспечивая избирательность действия лигандов. Например, избирательность действия FGF-7 в отношении кератиноцитов объясняется экспрессией в эпителии изоформы Рц FGFR-2(IIIb), с которой селективно взаимодействует FGF-7, и неэффективность данного лиганда в отношении фибробластов, содержащих изоформу Рц FGFR-2(IIIc), с которой FGF-7 не связывается.

Как и в случае других Рц-тирозинкиназ, содержащих Ig-подобные фрагменты во внеклеточном домене, важную роль в проведении сигнала FGFRs играет их взаимодействие с гепарином или гепарансульфатами внеклеточного матрикса. В отсутствие этих соединений эффективность системы проведения сигнала резко снижается. Установлено, что гепарин и гепарансульфаты способны одновременно взаимодействовать с лигандами и их Рц, способствуя образованию комплексов FGF/FGFR и их димеризации, необходимой для активации Рц.

Рентгеноструктурный анализ

Рентгеноструктурный анализ показал образование комплексов 2(FGF):2(FGFR):2(renapnH или гепарансульфат), в которых каждый из компонентов имеет контакты друг с другом и с другими составляющими.

Как и в случае других Рц-тирозинкиназ, активация FGFRs приводит к их аутофосфорилированию, повышающему их ферментативную активность и создающему сайты посадки эффекторных белков, содержащих SH2 домен, посредством которого они узнают фосфотирозиловые остатки в определённом контексте. В частности, к таким белкам относится фосфолипаза Су, взаимодействующая с дистальной областью внутриклеточного домена FGFR, и адапторный белок Crk, взаимодействующий с проксимальной областью внутриклеточного домена FGFR. Crk способен опосредовать действие FGFs и на другие адаптеры, включая She, C3G (CRK SH3-binding GNRP — гуаниннуклеотидрилизинг белок, связывающий домен SH3 Crk) и Cas (Crk-associated substrate — ассоциированный с Crk субстрат). Особенностью проведения сигнала FGFRs является рекрутирование миристилированных адапторных белков группы SNT (sue 1-associated neurotrophic factor target — ассоциированная с sucl мишень нейротрофического фактора), гомологичных субстратам Рц инсулина, фосфорилирование которых Рц создаёт сайты посадки для нижележащих элементов системы проведения сигнала (адаптера Grb2, фосфотирозинфосфатазы Shp2). Взаимодействие белков SNT с примембранной областью активированного Рц происходит посредством домена РТВ (фосфотирозинсвязывающего домена) этих белков, хотя контактная область Рц не содержит фосфотирозилов.

Рецепторы лигандов группы нейротропинов. К Рц подсемейства Trk (от tyrosine kinase receptor) нейротропинов, участвующих в развитии нервной системы и ряде других процессов, относятся TrkA (2 сплайсинговых варианта), TrkB (3 варианта) и ТгкС (4 варианта). Лиганды Рц: ТгкА — фактор роста нервов (NGF), нейротрофины-3, 4 и 5; TrkB — нейротрофический фактор из мозга (BDNF), нейротрофины-3, 4 и 5; ТгкС — нейротрофин-3.

Соматическая перестройка генов

Субстраты: She (трансформирующий белок, содержащий домен гомологии 2 с Src), PI3K (фосфатидилинозитид-3-киназа), PLCyl (фосфолипаза Cyl). Через She или PLCyl TrkA может активировать ERK1. Представители подсемейства TrkA-С находятся в динамическом равновесии между мономерной формой с низким сродством к лигандам и димерной формой с высоким сродством к лигандам. Внеклеточные домены содержат 2 Ig-подобных домена С2 типа. В действии NGF предполагается участие низкоаффинного Рц, лишённого тирозинкиназной активности, который может взаимодействовать с TrkA с формированием высокоаффинного Рц. К представителям семейства структурно близок (хотя и не содержит Ig-подобных фрагментов) Рц коллагенов TrkE (дискоидиновый Рц, или Рц клеточной адгезии), экспрессируемый в форме 3 сплайсинговых вариантов в эпителиальных клетках почек, лёгких, ЖКТ, мозга, а также в ряде опухолей. Коллагены I-VI индуцируют аутофосфорилирование ТгкЕ. Соматическая перестройка генов может приводить к образованию гибридных онкогенных белков, включающих тирозинкиназный домен TrkA. Дефекты гена TrkA ведут к развитию наследственной нечувствительности к боли в сочетании с ангидрозом, возможно развитие медуллярной карциномы щитовидной железы.

RET занимает особое место в над семействе Рц-тирозинкиназ. Во внеклеточном домене этого Рц имеется 4 кадгериноподобных модуля, причём граница раздела 2-го и 3-го модулей содержит сайт связывания кальция, необходимого для взаимодействия с лигандом. Лигандом RET служит комплекс глиального нейротрофического фактора (GDNF) или родственного ему неуртурина со вспомогательным Рц GDNFRa или GDNFRp. GDNFRs не содержат внутриклеточного домена (заякоривание на мембране осуществляется с помощью гликозилфосфатидилинозитола) и потому не способны самостоятельно проводить сигнал. RET формирует функциональные гексамерные комплексы 2(GDNF):2(GDNFR):2(RET), причём RET взаимодействует одновременно и с GDNF, и с его Рц.