тирозинкиназы

Нерецепторные тирозинкиназы представляют собой белки, которые не пронизывают мембрану, хотя многие из них, подобно тирозинкиназам семейства Src, связаны с клеточными мембранами. Большинство нерецепторных тирозинкиназ локализованы в цитоплазме, однако некоторые из них расположены также и в ядре. В настоящее время выделяют следующие семейства нерецепторных тирозинкиназ: АЫ (2 члена), Fes/Fps (2 члена), Syk/Zap 70 (2 члена), Jak (4 члена), Btk (5 членов), Fak (2 члена), Ack (1 член), Src (9 членов), Csk (2 члена) (Superti-Furga, Courtneidge, 1995; Hunter, 1996). Тирозинкиназы семейств АЫ, Btk, Src, Csk, кроме высоко консервативного каталитического домена, содержат SH2- и 8Н3-домен. Многие нерецепторные тирозинкиназы играют важную роль в процессах внутриклеточной сигнализации. Так, тирозинкиназы семейств Src, Jak и Fak прямо участвуют в процессах трансмембранной передачи сигнала и выступают в роли каталитических субъединиц мембранных рецепторов, не имеющих собственной

Наиболее изучены нерецепторные тирозинкиназы семейства Src. У млекопитающих и птиц насчитывают 9 представителей этого семейства: Src, Fyn, Yes, Lyn, Hck, Fgr, Lck, Blk, Yrk (Erpel, Courtneidge, 1995; Superti-Furga, 1995; Superti-Furga, Courtneidge, 1995). Тирозинкиназы семейства Src имеют сходное строение и состоят из идентичных структурных и функциональных доменов (рис. 19) (Fincham et al, 1994; Superti-Furga, 1995).

Рис. 19. Структурные и функциональные домены цитоплазматических тирозинкиназ семейства src.

Цифрами указано число аминокислот, образующих различные домены тирозинкиназ. Показаны также участки миристоилирования (М, глицин-2), пальмитоилирования (П, остатки цистеина, входящие в состав первых десяти аминокислот), а также два основных регуляторных участка фосфорилирования (Тир 416 и Тир 527) (по Superti-Furga, 1995).

Все представители семейства Src связаны с мембранами. Первые 15 аминокислот с N-конца молекулы тирозинкиназы включают участки миристоилирования и пальмитоилирования (Buser et al, 1994; Resh, 1994). Ацилирование жирными кислотами необходимо для связывания тирозинкиназ с мембраной. Миристиновая кислота (Ci40) связывается с глицином в положении 2, в то время как пальмитиновая кислота (Ci6:o) взаимодействует с остатками цистеина, входящими в состав первых десяти аминокислот. Миристоилирование предшествует

пальмитоилированию, т.к. белки, не содержащие глицина в положении 2, не подвергаются пальмитоилированию. Первые 15 аминокислот с N-конца молекулы тирозинкиназы Src включают также много основных аминокислот, которые взаимодействуют электростатически с отрицательно заряженными фосфолипидами (Resh, 1994). За аминокислотным фрагментом, связывающимся с жирными кислотами, следует уникальный домен (40-70 аминокислот), различающийся у разных представителей семейства Src, который участвует во взаимодействии с другими белками. Далее расположены 8Н3-домен (60 аминокислот), SHi-домен (100 аминокислот) и каталитический домен (250 аминокислот). В каталитическом домене идентифицированы два функционально важных участка: Lys-295, связывающийся с АТФ, и Туг-416, фосфорилирование которого необходимо для каталитической активности тирозинкиназы. За каталитическим доменом следует С-терминальный регуляторный домен (15-20 аминокислот). В регуляторном домене выявлен консервативный остаток Туг-527, играющий важную роль в регуляции активности тирозинкиназ семейства Src (Fincham et al., 1994; Superti-Furga, 1995; Superti-Furga, Courtneidge, 1995).

Обнаружено, что активность всех представителей семейства Src ингибируется при фосфорилировании Туг-527, расположенного в С-терминальном регуляторном домене. После фосфорилирования Туг-527 и дефосфорилирования Туг-416 происходит изменение конформации молекулы из активной в неактивную (рис. 20). При этом фосфорилированный Туг-527 взаимодействует с 8Н2-доменом, a SH3-домен взаимодействует с участком каталитического домена. Стимуляция каталитической активности тирозинкиназы происходит после аутофосфорилирования' Туг-416 и дефосфорилирования Туг-527 на С-конце с последующим изменением конформации молекулы из неактивной в активную (Malarkey et al., 1995; Superti-Furga, 1995; Superti-Furga, Courtneidge, 1995).

Шесть представителей тирозинкиназ семейства Src (Lck, Lyn, Fyn, Hck, Fgr, Blk) экспрессированы в гемопоэтических клетках и участвуют в передаче сигналов в лимфоцитах, моноцитах и гранулоиитах (Bolen, Brugge, 1997).

Тирозинкиназы семейства Src играют ключевую роль во многих внутриклеточных процессах, таких как рост и дифференцировка клеток, реорганизация цитоскелета (Erpel. Courtneidge, 1995). Тир Рис. 20. Модели активной и неактивной форм тирозинкиназы семейства src .

А - стимуляция каталитической активности тирозинкиназы после аутофосфорилирования остатка тирозина Тир416 и дефосфорилирования Тир527 на С-конце с последующим изменением конформации молекулы из неактивной формы в активную.

Б -ингибирование каталитической активности фермента после фосфорилирования Тир527 и дефосфорилирования Тир416 с последующим изменением конформации из активной формы в неактивную. При этом фосфорилированный Тир527 взаимодействует с 5Н2-доменом, a SH3-flOMeH взаимодействует с участком каталитического домена (по Malarkey et al, 1995). 4.4.3. Тирозинфосфатазы

Для нормального протекания процессов внутриклеточной сигнализации необходимо координированное действие тирозинкиназ и тирозинфосфатаз (Sun, Tonks, 1994; Hunter, 1995). Тирозинфосфатазы играют важную роль в подавлении сигналов, генерируемых тирозинкиназами. Например, при стимуляции клеток ростовыми факторами или инсулином, которые активируют рецепторы с собственной тирозинкиназной активностью, тирозиновое фосфорилирование самого рецептора и белков мишеней является кратковременным. Степень и продолжительность тирозинового фосфорилирования, опосредуемого рецепторными тирозинкиназами, могут быть значительно увеличены при действии ингибитора тирозинфосфатаз ортованадата Na или его пе