RTK | Lär dig vetenskap på Scitable

När de är korsfosforylerade fungerar RTK:s cytoplasmatiska svansar som dockningsplattformar för olika intracellulära proteiner som deltar i signaltransduktionen. Dessa proteiner har en särskild domän – kallad SH2 – som binder till fosforylerade tyrosiner i de cytoplasmatiska RTK-receptorstjärtarna. Mer än ett SH2-innehållande protein kan binda samtidigt till en aktiverad RTK, vilket möjliggör samtidig aktivering av flera intracellulära signalvägar. I slutändan leder RTK-aktivering till förändringar i genernas transkription. Signalering blir komplex när signalerna färdas från membranen till kärnan, på grund av överlappning mellan intermediärer i olika signalvägar i cellen (figur 1).

En schematisk bild visar hur bindningen av en ligand till receptor tyrosinkinaser (RTKs) leder till aktivering av RTKs. RTK:erna befinner sig i ett horisontellt plasmamembran. 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. Vägarna börjar med aktivering av Ras, ett litet G-protein som är förankrat i plasmamembranet. I sitt inaktiva tillstånd är Ras bundet till GDP. Men när SH2-innehållande proteiner förenar sig med aktiverade RTK:er får de Ras att binda GTP i stället för GDP och blir aktivt. Därefter aktiverar det GTP-bundna Ras (som i sig självt inte är ett kinas) det första serintreoninkinaset i MAP-kinasekaskaden. Var och en av de tre kinaserna i denna kaskad aktiverar sedan nästa genom att fosforylera det. Eftersom alla tre kinaser i denna väg fosforylerar flera substrat förstärks den ursprungliga signalen i varje steg. Det sista enzymet i vägen fosforylerar sedan transkriptionsregulatorer, vilket leder till en förändring i genernas transkription (figur 2). Många tillväxtfaktorer, bland annat nervtillväxtfaktor och platelet-derived growth factor, använder denna väg.

Inte alla RTK:er använder MAP-kinas-kaskaden för att skicka information till kärnan. Till exempel aktiverar receptorer för insulinliknande tillväxtfaktorer enzymet fosfoinositid 3-kinas, som fosforylerar inositolfosfolipider i cellmembranet, vilket i sin tur leder till en proteinkinasekaskad (som skiljer sig från MAP-kinasekaskaden) som vidarebefordrar signalen till kärnan. Andra RTK:er använder en mer direkt väg till kärnan. Transkriptionsregulatorer som kallas STAT-proteiner, en akronym för signal transducers and activators of transcription, binder till de fosforylerade tyrosinerna i receptorerna för cytokiner och vissa hormoner. När STAT-proteinerna väl är aktiverade rör de sig direkt in i kärnan och orsakar förändringar i transkriptionen.

Ett schematiskt diagram visar kaskaden av mitogen-aktiverade proteiner (Map-kinas), med pilar som skiljer stegen åt. Ras och de tre kinaserna representeras av färgade rektanglar. 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.

Lämna ett svar Avbryt svar