RTK | Learn Science at Scitable

După ce sunt fosforilate încrucișat, cozile citoplasmatice ale RTK-urilor servesc ca platforme de andocare pentru diverse proteine intracelulare implicate în transducția semnalului. Aceste proteine au un domeniu special – numit SH2 – care se leagă de tirozinele fosforilate din cozile citoplasmatice ale receptorilor RTK. Mai multe proteine care conțin SH2 se pot lega în același timp de un RTK activat, permițând activarea simultană a mai multor căi de semnalizare intracelulară. În cele din urmă, activarea RTK determină modificări în transcrierea genelor. Semnalizarea devine complexă pe măsură ce semnalele călătoresc de la membrană la nucleu, datorită interacțiunii între intermediarii din diferite căi de semnalizare din celulă (figura 1).

O schemă arată modul în care legarea unui ligand la receptorii tirozin kinazici (RTK) duce la activarea RTK-urilor. RTK-urile se află într-o membrană plasmatică orizontală. Four different stages are shown: the RTKs before ligand binding, the dimerization of the RTKs after ligand binding, the phosphorylation of the RTKs, and the binding of various cytoplasmic proteins to the RTKs.

Figure 1: RTK activation involves the joining together and phosphorylation of proteins.

On the left, an unactivated RTK receptor (pink) encounters a ligand (red). Upon binding, the receptor forms a complex of proteins that phosphorylate each other. In turn, this phosphorylation affects other proteins in the cell that change gene transcription (not shown).

One of the most common intracellular signaling pathways triggered by RTKs is known as the mitogen-activated protein (MAP) kinase cascade, because it involves three serine-threonine kinases. Calea începe cu activarea lui Ras, o mică proteină G ancorată la membrana plasmatică. În starea sa inactivă, Ras este legată de GDP. Cu toate acestea, atunci când proteinele care conțin SH2 se unesc cu RTK-urile activate, acestea determină Ras să se lege de GTP în loc de GDP și să devină activă. Apoi, Ras legat de GTP (care nu este el însuși o kinază) activează prima serin-treonină kinază din cascada MAP kinazei. Fiecare dintre cele trei kinaze din această cascadă o activează apoi pe următoarea prin fosforilarea acesteia. Deoarece toate cele trei kinaze din această cale fosforilează mai multe substraturi, semnalul inițial este amplificat la fiecare etapă. Apoi, ultima enzimă din cale fosforilează regulatorii de transcripție, ceea ce duce la o modificare a transcrierii genelor (figura 2). Mulți factori de creștere, inclusiv factorul de creștere nervoasă și factorul de creștere derivat din trombocite, utilizează această cale.

Nu toate RTK-urile utilizează cascada MAP kinazei pentru a trimite informații către nucleu. De exemplu, receptorii factorului de creștere asemănător insulinei activează enzima fosfoinositid-3-kinază, care fosforilează fosfolipidele inositolice din membrana celulară, ceea ce duce la rândul său la o cascadă de proteinkinaze (distinctă de cascada MAP kinazei) care transmite semnalul către nucleu. Alte RTK-uri utilizează o cale mai directă către nucleu. Reglatorii transcripționali cunoscuți sub numele de proteine STAT, un acronim pentru transducători de semnal și activatori de transcripție, se leagă de tirozinele fosforilate din receptorii pentru citokine și unii hormoni. Odată activate, proteinele STAT se deplasează direct în nucleu, provocând modificări ale transcripției.

O diagramă schematică prezintă cascada protein-kinazei activate de mitogen (Map), cu săgeți care separă etapele. Ras și cele trei kinaze sunt reprezentate prin dreptunghiuri colorate. Phosphorylation events are represented by circles labeled with the letter P.

Figure 2: Ras MAP kinase activation: A common pathway activated by growth factors

RTKs can activate Ras, a protein that is tethered to the plasma membrane, by causing it to bind GTP. Once activated, Ras can do a variety of things. In this example, it activates an enzymatic cascade of MAP kinases. This results in potent changes in the cell, such as the alteration of key proteins and changes in gene transcription.

Lasă un răspuns Anulează răspunsul