Учебное пособие Красноярск сфу 2019 (07) ббк
жүктеу/скачать 7,51 Mb. Pdf көрінісі
|
Покровский Титова 2019 Уч Клеточная сигнализация
| 8.1.2. Адаптерные белки
В клетке существуют белки, названные малыми адаптер- ными белками. Они не обладают каталитической активностью, а выполняют связующую роль между активированными ти- розинкиназами и внутриклеточными сигнальными каскада- ми. Чаще всего в структуре подобных белков присутствуют SH2 и SH3 домены, впервые обнаруженные при исследовании механизмов развития опухоли (саркомы). Семейство прото- онкогенов, выделенное при этих исследованиях, получило название Src-семейства, а гомологичные домены, обнаружен- ные в других белках, получили название SH2 и SH3 по анало- гии с соответствующими участками Src белков (Src Homology domain 2 или 3). Наиболее изучен адаптерный белок Grb2, молекулярная масса которого составляет 25 кДа. Он состоит из центрально- го SH2 и двух фланкированных SH3 доменов. Взаимодействие с рецептором осуществляется через SH2 домен, который состо- ит приблизительно из 100 аминокислотных остатков. В струк- туре домена есть положительно заряженный карман, которым белок взаимодействуют с фосфотирозином рецептора. Стоит отметить, что наличие SH2 доменов присуще не только адап- терным белкам, но и ферментам, которые выполняют в клетке разнообразные функции, например, фосфолипазе Сγ, Src-по- добной нерецепторной тирозинкиназе и многим другим. В на- стоящее время известно порядка 111 белков, содержащих SH2 домены, которые разделены на 38 семейств (Liu et al., 2006, 2012; Jin et al., 2009). SH3 домены представляют собой белковые модули, распоз- нающие богатые пролином последовательности. При помощи SH3 доменов Grb2 конститутивно ассоциирован с белком SOS (Son of Sevenless), который относится к группе гуаниннукле- отид-обменивающих факторов (GEF, guanine exchange factor). Пока рецептор не связан с лигандом, комплекс Grb2-SOS лока- лизован в цитоплазме. После активации рецептора комплекс транслоцируется к плазматической мембране, где конформа- ционное изменение Grb2, индуцированное распознаванием фосфотирозина, способствует стимуляции SOS-белка, кото- рый активирует следующий компонент сигнальной системы — белок Ras (Kaneko et al.., 2008; Ahmed et al.., 2015). 98 8.1.3. Белки Ras Белки Ras часто упоминают как продукты протоонкогенов. Это небольшие белки, состоящие из 189 аминокислотных остат- ков с молекулярной массой 21 кДа. Ras — регуляторный транс- мембранный G-белок, молекулярная структура которого хорошо изучена. Гуанозинсвязывающий регион Ras имеет большую го- мологию с подобным регионом G-белков. С-конец Ras подвер- гается в клетке посттрансляционной модификации — отщепле- нию трех концевых аминокислот с добавлением фарнезильной и пальмитиновой групп. Такие модификации позволяют Ras закрепляться в плазматической мембране. В соответствии с ха- рактером посттрансляционной модификации имеется четыре изоформы Ras: N-Ras, H-Ras, и К-Ras (4А, 4B), кодируемые тремя генами: HRAS, NRAS, KRAS. K-Ras4А и K-Ras4B изоформы об- разуются путем альтернативного сплайсинга (Henis et al., 2009; Mo et al., 2018; Parker, Mattos, 2018). Процесс пострансляционной модификации и локализации различных изоформ Ras приведен на рис. 45: 1) Ras-фарнезилтрансфераза — переносит фарнезиль- ную группу на цистеин мотива CAAX, где С — цистеин, А — ами- нокислота с алифатической цепью, Х — любая аминокислота; 2) Ras-конвертирующий фермент 1 осуществляет расщепление трипептида ААХ на конце Ras-белка. Данный процесс протекает Рис. 45. Посттрансляционная модификация и локализация изоформ Ras-белка (Rajalingam et al., 2007) 99 на поверхности ЭПР; 3) изопренилцистеинкарбоксиметилтранс- фераза катализирует перенос метильной группы (Ме) на остаток цистеина; 4) Ras-пальмитоилтрансфераза осуществляет перенос пальмитата на молекулу Ras-белка; 5) после связывания с плаз- матической мембраной Ras может подвергаться депальмитоили- рованию и высвобождаться в цитозоль, откуда путем диффузии поступает обратно в аппарат Гольджи для последующего акта пальмитоилирования; КККК — четыре остатка лизина, которые способствуют взаимодействию изоформы K-Ras4B с отрицатель- но заряженными группами плазматической мембраны в отсут- ствие модификации пальмитатом. Белки Ras влияют на пролиферацию, дифференцировку, трансформацию и апоптоз, опосредуя действие митогенных и ростовых сигналов в цитоплазме и ядре. В нормальных клетках молекулы Ras присутствуют в неактивной ГДФ-связанной кон- формации. Внеклеточный стимул активирует белок SOS, кото- рый инициирует удаление ГДФ и последующее связывание ГТФ. Конформационные изменения, происходящие при этом в Ras- белке, необходимы для взаимодействия с соответствующими эф- фекторными молекулами и передачи сигналов. Далее происходит гидролиз ГТФ до ГДФ и фосфата неорганического. Внутренняя ГТФaзная активность сравнительно слабая, но для быстрой инак- тивации сигнала она должна быть достаточно высокой. Для уско- рения низкой скорости гидролиза существуют такие регулятор- ные белки, как GAP (GTPase activating proteins), связывающиеся с Ras- ГТФ и увеличивающие ГТФазную активность на несколь- ко порядков. Уменьшение уровня Ras- ГТФ и увеличение уровня Ras-ГДФ приводит к потере биологической активности Ras-белка. Таким образом, активность самого Ras модифицируется неко- торыми белковыми факторами. В отличие от α-субъединицы Gs-белка, цикл Ras-белка требует участия двух дополнительных белков — GEF и GAP. В нормальных клетках GAP является инги- битором Ras, а GEF — активатором (Cherfils, Zeghouf, 2013; Hunter et al., 2015). Поскольку белок Ras, связанный с ГТФ, может взаимодей- ствовать со своими эффекторами и у аппарата Гольджи, где про- исходит процесс модификации молекулы белка пальмитатом, и в период везикулярного транспорта, а также у плазматической мембраны, то вероятно значение цикла пальмитоилирования/ депальмитоилирования заключается в модуляции множества 100 сигнальных путей различной локализации (Ahearn et al., 2011). Эффекторами белка Ras могут служить белок Raf — следующий компонент в Ras/MAPK-сигнальном пути, фосфатидилинози- тол-3-киназа (PI3K), ПКС и другие белки, вовлекающие его в дру- гие клеточные функции. Мы рассмотрим прежде всего участие белка RAS в активации каскада митоген- активируемых протеин- киназ. жүктеу/скачать 7,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|