Chuong63 Tyrosine Kinase

8/19/2019 Chuong63 Tyrosine Kinase

1/19

6.3 Nhóm thụ thể Tyrosine Kinase: (Tyrosine kinase receptors)

Distinct mechanisms of small-molecule inhibitors and monoclonal antibodies for targeting receptor

tyrosine kinases in cancer cells. a | Epidermal growth factor receptor (EGFR) and receptor tyrosine kinase

(RTK)-dependent growth signalling in cancer cells. The extracellular region of EGFR consists of four

domains, the ligand-binding domains (L1 and L2) and the cysteine-rich domains (CR1 and CR2), and the

C-terminal domain of EGFR contains six tyrosine residues (Y; only two are depicted here for simplicity).

Following the activation of EGFR by ligand binding or ligand-independent dimerization, the Ras – Raf –

MEK – MAPK pathway is activated through the growth factor receptor-bound protein 2 (GRB2) – SOScomplex. EGFR-mediated signalling also activates the phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) – AKT

pathway, which contributes to anti-apoptotic effects of EGFR activation. Additionally, signal transducer

and activator of transcription (Stat) proteins (STAT1, STAT3 and STAT5) are also activated. The

coordinated effects of these EGFR downstream signalling pathways lead to the induction of cellular

responses including proliferation, differentiation, cell motility, adhesion and angiogenesis. The

deregulation of EGFR-mediated signalling in some cancer cells leads to aberrant proliferation, invasion,


2/19

metastasis and neovascularization.[9] b | Small-molecule tyrosine kinase inhibitors (TKIs) such as

gefitinib function as ATP analogues and inhibit EGFR signalling by competing with ATP binding within

the catalytic kinase domain of RTKs. As a result, the activation of various downstream signalling

pathways is blocked. Each TKI has a different selectivity for RTKs, and some are dual- or multi-selective,

which might provide a therapeutic advantage. c | By contrast, therapeutic monoclonal antibodies (mAbs)

bind to the ectodomain of the RTK with high specificity (for example, cetuximab binds to the L2 domainof EGFR, and thereby inhibits its downstream signalling by triggering receptor internalization and

hindering ligand – receptor interaction. Unlike small-molecule inhibitors, mAbs also activate Fcγ-receptor-dependent phagocytosis or cytolysis by immune-effector cells such as neutrophils, macrophages and

natural killer cells by inducing complement-dependent cytotoxicity (CDC) or antibody-dependent cellular

cytotoxicity (ADCC).[107] MAPK, mitogen-activated protein kinase; MEK, mitogen-activated protein

kinase kinase.

Khám phá thụ thể Tyrosine kinase

Khoảng hơn 30 năm trướ c, các thụ thể của hormone polypeptide như là insulin và GH đã đượ c

phát hiện như là vùng nối k ết kích hoạt hoạt động của màng tế bào, tế bào hoặc các proteinxuyên màng bằng cách sử dụng protein đánh dấu phóng xạ. Tuy nhiên, sự truyền tín hiệu củanhững thụ thể này vẫn còn là điều bí mật trong suốt 10 năm sau đó cho đến khi hoạt tính củaPTK được khám phá. RTK đầu tiên đượ c khám phá cả về cấu tạo và chức năng là thụ thể EGF(epidermal growth factor). Stanley Cohen và đồng sự đã tách ly đượ c thụ thể EGF và chứngminh nó là một glycoprotein trong màng tế bào và có tr ọng lượng là 170kDa, ngoài ra ngườ i tacòn thấy nó có một vùng nối k ết đặc biệt. Cấu trúc hoàn chỉnh của thụ thể EFG đượ c phát hiệnnhờ vào phương pháp phân dòng cDNA (cDNA cloning) và trình tự mR NA, PTK đượ c cố địnhở trong bào tương tại thụ thể chuỗi polypeptide (receptor polypeptide chain). Ligand nối k ết làmnhị hợ p hóa thụ thể EGF và nhanh chóng kích hoạt PTK tự phosphoryl hóa một vài phân tử tyrosine tại đầu C của thụ thể. Các phosphotyrosine là vùng nối k ết cho vùng Src homology 2(SH2) hoặc vùng gắn k ết phosphotyrosine (phosphotyrosine-binding domain, PTB) của một vài phân tử protein tín hiệu.

Sau đó, RTKs đượ c phát hiện có 20 dòng nhỏ khác nhau và tất cả đã đượ c phân lậ p. Những cấutrúc này hằng định trong vùng xúc tác của PTK nhưng chúng biến động r ất lớ n trong khu vựcngoại bào cũng như là tại juxtamembrane và vị trí tại đầu C trong bào tương. Sự phân loại cácdòng nhỏ (subfamilies) dựa vào các trình tự tương đồng chính yếu (primary-sequence homology)và sự tương khớ p trong cấu trúc bậc 2. Vùng giàu cysteine, vùng immunoglobulin-like (Ig-like),vùng giàu leucine, vùng giàu cadherin-like, vùng fibronectin type III, vùng EGF-like, và vùng

kringle-like chỉ rõ đặc điểm của khu vực ngoại bào của RTKs.


3/19

Hình 6.11: Minh họa 20 họ của siêu họ RTK. (Theo Textbook of Receptor Pharmacology 2nd ed

- J. Foreman_ T. Johansen)

Nhìn chung, tyrosine kinase là họ thụ thể đượ c cấu tạo bở i 2 thành phần chính: Ngoại bào và nội bào, chúng nối k ết vớ i nhau bằng một chuỗi polypeptide xuyên màng. Thành phần ngoại bào lànơi gắn k ết vớ i ligand (khu vực gắn ligand, ligand biding domain-LBD). Thành phần nội bào cónhững amino acid tyrosine, là vị trí phosphoryl hóa dướ i sự xúc tác của tyrosine kinase. Chuỗi polypeptide xuyên màng là một vòng α có cấu trúc bậc II, cấu trúc mỏng manh của vòng xoắn α làm thành phần ngoại bào dễ bị lệch tr ục khi màng bào tương trở nên giảm linh động do sự tíchhợ p của protein, cholesterol tự do hay acid béo no lên màng bào tương nên LBD không thể gắn

đượ c vớ i ligand. Tình tr ạng này đượ c xem là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượ ngkháng insulin trong hội chứng chuyển hóa cũng như tình trạng miễn dịch kém trong hội chứngnày, vì thụ thể insulin và cytokines thuộc họ RTK.


4/19

Hình 6.12: Cấu trúc SH2

Các học thuyết về sự kích hoạt thụ thể Tyrosine Kinase

Các nghiên cứu trên chức năng của thụ thể EGF đã xác lập đượ c 2 hệ luận trong sự hoạt hóaRTK và sự truyền tín hiệu.

Trướ c hết, RTKs đượ c kích hoạt bở i sự nhị hợ p hóa phát sinh bở i sự liên k ết vớ i ligand. Ngoạitr ừ họ thụ thể insulin, tất cả các thụ thể RTK khác (EGF, thụ thể platelet-derived growth factor(PDGF)) đều có cấu trúc monomer trên màng tế bào. Khi ligand nối k ết vớ i thụ thể đã khiến nótr ải qua quá trình dimer hóa và quá trình tự phosphoryl hóa xảy ra trên vùng C (nội tế bào chất)của nó. Thụ thể insulin là một thụ thể dimer disulfide, 2 chuỗi polypeptide đượ c gọi là α2β2 heterotetramer. Insulin nối k ết vớ i tiểu đơn vị α ngoài màng tế bào dẫn đến quá trình sắ p xế p lại

(rearrangement) trong cấu trúc của thụ thể (quaternary heterotetrameric) và kích hoạt PTK, tăngcườ ng quá trình tự phosphoryl hóa của vùng nội bào. Thể hoạt hóa của thụ thể insulin và các thụ thể monomer PTK khác đều ở tr ạng thái dimer, và cơ chế hoạt hóa các thụ thể này r ất tươngđồng vớ i nhau.


5/19

Hình 6.13: Minh họa sự dimer hóa của RTK (Theo Textbook of Receptor Pharmacology 2nd ed- J. Foreman_ T. Johansen)

Thứ hai, thụ thể tự phosphoryl hóa tạo ra vùng phosphotyrosine (phosphotyrosine sites) tại vị trítrong màng bào tương của thụ thể, tạo ra một vùng neo (docking site) để nối k ết vớ i vùng SH2

và PTB. Hơn nữa, để cho thấy vai trò trung tâm trong quá trình điều hòa hoạt động của PTK, sự tự phosphoryl hóa tyrosine của RTK là một quá trình thiết yếu để tái cấu trúc và kích hoạt các phân tử protein tín hiệu. Hầu hết các vùng tự phosphoryl hóa tyrosine đều nằm ở vùng không xúctác (noncatalytic regions) của vùng nội bào phân tử thụ thể. Những vùng này gồm đuôi C (C-terminal tail) (như vớ i thụ thể EGF) hoặc vùng nối phosphate (kinase insert region) (như đối vớ ithụ thể PDGF). Sự tương tác giữa vùng SH2 và các motif phosphotyrosine tạo ra cơ chế hiệ pđồng và tái cấu trúc của phức hợ p tín hiệu (signaling complex) bằng cách kích hoạt RTK. Dovậy, tất cả RTK cần phải đượ c biết đến không chỉ dướ i vai trò thụ thể (PTK activity) mà còn phảixem như là nền tảng của sự nhận diện và tái cấu trúc (bổ sung) các thành phần đặc biệt của phântử protein tín hiệu.

Hình 6.14: Thụ thể của Growth hormone (GH). Các cấu trúc monomer GH k ết hợ p vớ i phầnkhác để tạo thành cấu trúc dimer khi có GH nối k ết. Quá trình này đượ c xúc tác bở i JAK2 kinasetrans-phosphorylate JAK2 và thụ thể GH, yếu tố phiên mã STAT đượ c phosphoryl bở iJAK2.(Theo Textbook of Receptor Pharmacology 2nd ed - J. Foreman_ T. Johansen)


6/19

Hình 6.15: Các dạng RTK tiêu biểu và cấu trúc bất hoạt/hoạt động

Chi tiết sự hoạt hóa dimer hóa tysosine

Trong gần 20 năm trở lại đây, những quá trình tín hiệu đã đượ c hiểu rõ dựa vào sự hiểu biết về nền tảng phân tử của quá trình dimer hóa RTKs. Nền tảng này đượ c các nghiên cứu hóa sinh họcvề việc nối k ết ligand và hoạt hóa RTK chứng minh là đúng. Tuy nhiên, các phân tử nền tảngchính xác cho sự hình thành này vẫn chưa đượ c biết đầy đủ. Các hiểu biết về ligand trong phứchợ p của nó vớ i vùng k ết nối thụ thể đã cho thấy cơ chế tự nhiên của sự dimer hóa này. Một vàicấu trúc lậ p thể của thụ thể trong phức hợ p của nó với ligand tương ứng đã đượ c chứng minh, bao gồm cả cytokin cũng như các thụ thể của yếu tố tăng trưở ng (growth factor). Những ligand


7/19

khác nhau dẫn đến các cơ chế tác động khác nhau nhưng đều có điểm chung là kích thích vùngdimer hóa của RTK.

Cấu trúc lậ p thể của những monomer ligand như GH và EPO trong phức hợ p vớ i các thụ thể đặchiệu cho thấy những hormone này tạo nối k ết vớ i thụ thể theo tỉ lệ 1:2. Sự dimer hóa thụ thể

đượ c làm ổn định hóa hơn nữa bở i sự tương tác giữa các thụ thể k ế cận.

Một vài yếu tố tăng trưở ng là cấu trúc dimer thuần (homodimers), như vascular endothelialgrowth factor (VEGF) và PDGF chứng minh cho việc dimer hóa của thụ thể. Thụ thể VEGFchứa 7 vùng Ig-like trong cấu trúc xuyên màng của nó, trong đó chỉ có vùng 2 và 3 là có nối k ếtvớ i ligand. Cấu trúc lậ p thể của VEGF trong phức hợ p vớ i Ig-like 2 của thụ thể Flt-1 VEGF là bằng chứng tr ực tiế p xác nhận sự dimer hóa của thụ thể. Cấu trúc này cho thấy một phân tử thụ thể bám vào phần còn lại bở i 2 vùng nối liền giữa các VEGF protomer tạo thành phức hợ p có 2thành phần đối xứng (twofold symmetric), ngoài ra chứa thêm 2 VEGF protomer của vùng Ig-like 2.

Fibroblast growth factor (FGF) là một monomer ligand, nó hoạt hóa thụ thể FGF vớ i sự bổ tr ợ của phân tử phụ - heparin sulfate proteoglycan. Cấu trúc lậ p thể của FGF trong phức hợ p vớ iligand tại vùng nối k ết (bao gồm cả vùng 2 và 3 của Ig-like) cho tỉ lệ 2:2 (FGF:FGF) phức hợ pthụ thể, nghĩa là FGF tương tác bền vớ i vùng 2 và 3 của Ig-like mà các nối k ết này nằm trongcùng 1 thụ thể. Cấu trúc dimer đượ c giữ ổn định bở i một vùng liên k ết thứ cấ p có sự tương tácgiữa FGF và D2 của thụ thể thứ cấ p trong phức hợp cũng như là sự tương tác giữa 2 thụ thể. Ngượ c lại vớ i liên k ết disulfide của VEGF dimer, 2 phân tử FGF trong liên hệ 2:2 (FGF:FGF)không có sự liên hệ vớ i nhau. 2 thụ thể FGF không hoàn toàn cố định thành thụ thể FGF dimerhóa trên bề mặt tế bào. Heparin hay heparan sulfate proteoglycan là thành phần ổn định hóa cấu

trúc dimer này. Heparin bám vào vùng eo có điện tích dương đượ c tạo bở i Lys và Arg kéo dàixuyên qua vùng D2 (D2 domain) của cả 2 thụ thể trong cấu trúc dimer và nối tiế p biên phân tử FGF.


8/19

Hình 6.16: Cấu trúc FGF receptor.(Theo Textbook of Receptor Pharmacology 2nd ed - J.Foreman_ T. Johansen)

Chi tiết quá trình tự phosphoryl hóa tyrosine

Quá trình hoạt hóa RTKs đượ c hoàn thành nhờ quá trình tự phosphoryl hóa tyrosine – k ết quả

của quá trình dimer hóa ligand. Hai quá trình này dẫn đến k ết quả là tăng cườ ng hoạt động xúctác của PTK và tạo nên vị trí gắn trong miền nội bào, thúc đẩy sự dẫn truyền tín hiệu đến các protein. Một cách tổng quát mà nói, quá trình tự phosphoryl hóa tyrosine trong quai kích hoạt(activation loop) tại vùng PTK đưa đến việc kích thích hoạt động của kinase, và tự phosphorylhóa tyrosine trên juxtamembrane, cài kinase (kinase insert) và vùng carboxyl tạo ra vị trí neo giữ nhận ra phosphotyrosine trong các trườ ng hợp đặc biệt. 2 module nối k ết phosphotyrosine hoànchỉnh (2 well-established phosphotyrosine-binding modules) hiện diện trong protein tín hiệu làvùng SH2 và PTB.

Mọi RTKs chứa khoảng 1 đến 3 phân tử tyrosine trong quai hoạt hóa kinase (kinase activation

loop), trong subdomain VII và VIII của lõi xúc tác protein kiase (protein kinase catalytic core).Sự phosphoryl hóa các phân tử tyrosine này đượ c chứng minh là cần thiết cho việc kích hoạt khả năng xúc tác và các chức năng sinh học của một lượ ng lớ n RTKs, k ể cả thụ thể insulin, FGF vàVEGF, PDGF, Met (hepatocyte growth factor) và TrkA (NGF). Ngoại lệ quan tr ọng là thụ thể EGF, quá trình tự phosphoryl hóa của tyrosine trong quai kích hoạt không liên quan đến quátrình truyền tin. Sự thay đổi tyrosine thành phenylalanine không làm thay đổi hoạt động củaRTK hoặc dòng thác tín hiệu.


9/19

Về nguyên tắc, sự tự phosphoryl hóa RTK có thể xảy ra ở mặt cis (trong lòng thụ thể monomer)hoặc trans (giữa hai thụ thể ở tr ạng thái dimer). Trong trườ ng hợ p thứ nhất, ligand bám vào cóthể gây ra sự biến đổi cấu trúc thụ thể và làm quá trình cis-autophosphoryl hóa của tyrosine cố định trong hoặc ngoài vùng PTK. Trong trườ ng hợ p thứ hai, không nhất thiết phải xảy ra sự thayđổi cấu trúc dimer. Một hiệu ứng đơn giản gần (simple proximity effect) có thể tạo điều kiệnthuật lợ i cho quá trình trans-autophosphoryl hóa tyrosine ở vùng nội bào tương bở i một RTK thứ hai.

Cấu trúc lậ p thể của tr ạng thái không phosphoryl hóa thụ thể insulin cung cấ p chi tiết cơ chế phân tử tr ạng thái bất hoạt của RTKs (tình tr ạng hoạt động kém) trướ c khi sự tự phosphoryl hóaxảy ra. Trong cấu trúc thụ thể insulin, 1 trong 3 tyrosine ở trong quai hoạt hóa, Tyr1162, liên k ếtvớ i vùng hoạt động và có vẻ như trong vị trí tự phosphoryl hóa dạng cis. Tuy nhiên, Asp1150của PTK-conserved, trình tự Asp-Phe-Gly ở vị trí khởi đầu quai hoạt hóa không phải ở vị tríchính xác để phối hợ p vớ i MgATP và gây tr ở ngại cho việc gắn ATP. Điều này phụ hợ p vớ i dữ liệu hóa sinh về việc phosphoryl của Tyr1162 (và Tyr1158, Tyr1163) cho r ằng nó xảy ra theodạng trans (bở i một phân tử thụ thể insulin thứ 2). Hơn nữa, sự thay thế Tyr1162 bằng phenylalanine dẫn đến việc tăng hoạt động kinase hóa cơ bản một cách chắc chắn, phù hợ p vớ ivai trò ức chế của Tyr1162.


10/19

Hình 6.17: Cấu trúc giải phẫu vùng hoạt hóa của protein kinase. Biểu đồ trình bày thông tinchính của vùng prototypicalkinase catalytic dựa trên cấu trúc của IRK . Vùng N đượ c biểu diễnmàu xanh, vùng C đượ c biểu diễn màu tím và quai hoạt hóa màu vàng. Cơ chất peptide neo vàoquai hoạt hóa và một phân tử ATP màu đen. Xoắn C chứa các thành phần xúc tác, xoắn G – nơineo giữ protein cơ chất có dạng phiến mỏng.

Cấu trúc lậ p thể vùng tris-phosphorylated PTK của thụ thể insulin tiết lộ vai trò của quai hoạthóa phosphoryl hóa trong sự kích thích hoạt động xúc tác. Sự tự phosphoryl hóa thụ thể insulinmang lại sự xác định rõ vai trò của quai hoạt hóa (activation loop). Cụ thể, sự thay đổi cấu trúccủa quai hoạt hóa tris- phosphorylated insulin RTK đượ c ổn định bở i sự tương tác vớ i phosphotyrosine (cụ thể là phosphorylated Tyr1162, có liên k ết hydrogen vớ i phân tử arginineđầu tiên của quai hoạt hóa (Arg1155) và gốc amide vớ i một nữa sau của quai). Do đó, thụ thể insulin có bản chất ức chế dạng cis, khi có sự gắn k ết của Tyr1162 tại vùng hoạt hóa sẽ cạnh


11/19

tranh với protein cơ chất nhưng không tự phosphoryl hóa dạng cis đượ c bở i vì sự ràng buộckhông gian ngăn chặn sự nối k ết của MgATP. Thụ thể insulin có bản chất hoạt hóa dạng transnhờ phân tử thụ thể thứ 2 có khả năng phosphoryl hóa Tyr1162. Các yếu tố nhiệt độ (B-factors)cho thấy vị trí phosphoryl hóa của quai hoạt hóa insulin RTK r ất di động, có lẽ là vì có sự cân bằng giữa những sự biến đổi đa chiều vớ i các phân tử hiện diện trong dung dịch. Tậ p hợ p cácnhóm loại này (tr ạng thái bất hoạt của thụ thể insulin) gây tr ở ngại sự liên k ết với cơ chất(protein và ATP). Ngượ c lại, những sự biến đổi cấu hình khác (thụ thể insulin RTK hoạt hóa) sẽ làm cho việc nối k ết với cơ chất và quá trình phosphoryl hóa dễ dàng hơn.

Hình 6.18: Protein kinase trong điều hòa thông qua tương tác vùng N. Trong rất nhiều proteinkinase, quá trình điều hòa hoạt động của protein kinase xảy ra ở một vùng nối k ết xoắn C vớ ivùng điều hòa như GRK2 và họ Scr, …

Chất ứ c chế RTK (Receptor Tyrosine Kinase)


12/19

RTK là thành phần giớ i hạn của con đườ ng tín hiệu, nó điều khiển sự tăng trưở ng và phát triểncủa tế bào. Khi có bất kì sự kích thích nào bất thườ ng vào RTK do đột biến hay do sự quá biểuhiện (overexpression) thì điều đó chứng tỏ có ung thư. Do vậy, sự ức chế có lựa chọn RTKs làmột điều cần thiết.

Mặc dù có r ất nhiều tác nhân tham gia vào quá tr ị ức chế RTKs đã đượ c khám phá, tuy nhiên chođến nay cơ chế ức chế vẫn chưa đượ c nghiên cứu đầy đủ. Có 2 nghiên cứu đã báo cáo xác địnhđượ c cấu trúc lậ p thể của chất ức chế RTK trong phức hợ p vớ i Tyrosine kinase domain của thụ thể FGF 1 - một nhóm của chất ức chế RTKs có nền tảng là nhân oxindole (indolinones). Tácchất của nhóm này ngăn chặn khả năng liên k ết vớ i gốc PO4

3- của thụ thể FGF 1 (FGFR1) và có

tính đặc hiệu cao đối vớ i nhiều nhóm RTKs khác nhau. Cấu trúc của phức hợ p này cho thấy r ằngđầu oxindole chiếm giữ vị trí bám của ATP, và đầu còn lại bám vào vị trí bản lề của RTKs. Sự ức chế của thụ thể FGF 1 sẽ càng đặc hiệu hơn nếu có sự thay đổi cấu trúc lậ p thể trong nối k ếtnucleotide (nucleotide-binding loop). Một nhóm ức chế RTKs khác liên quan đến sự tổng hợ p pyrio-2,3-D-pyrimidine, nhóm này ức chế chọn lọc hoạt động PTKs nhờ thụ thể FGF và VEGF.Cấu trúc phức hợ p protein kinase inhibitors và vùng gắn gốc PO43- trong thụ thể FGF 1 cho thấykhả năng nớ i r ộng sự tương tác bề mặt vớ i những nhóm giống pyrimidine và nhóm k ị nướ c ATP- binding của thụ thể FGF 1. Những tác nhân ức chế này r ất hứa hẹn trong việc chữa bệnh ung thưvà các r ối loạn tăng trưởng khác trong tương lai.


13/19

Hình 6.19: Structural details of part of the fibroblast-growth-factor signalling pathway.


14/19

a | The structural details for part of the fibroblast growth factor (FGF) pathway. b | The same pathway

shown schematically. In part a, the structures of three protein complexes are shown (FGF1 – FGF-receptor-1 (FGFR1) (blue – red), son-of-sevenless-1 (SOS1) – Ras (blue – red) and Ras – Raf1 (red – green)). Thestructures that are involved in domain – peptide or phosphorylation interactions are coloured according tothe secondary structure of the domain ( -helices are in purple, -strands are in yellow, and turns are in

light blue), and the interacting peptides are coloured red or orange, or are shown schematically. Solid black arrows denote activation events, whereas dashed arrows indicate an interaction between a domain

of one protein and a particular region of another (if known, the labels on these arrows indicate the

residues that the domain binds). The steps are as follows. Step 1, FGF1 binds FGFR1, which dimerizes

and autophosphorylates. Step 2, the SH2-domain-containing transforming protein-1 (SHC1)

phosphotyrosine-binding (PTB) domain binds phosphotyrosine (pTyr) on FGFR1, and FGFR1

phosphorylates SHC1. Step 3, the FGFR substrate-2 (FRS2) PTB domain binds pTyr on FGFR1 and

FGFR1 phosphorylates FRS2. Step 4, the SH2-domain-containing tyrosine phosphatase-2 (SHP2) SH2

domain binds pTyr on FRS2. Step 5, the growth-factor-receptor-bound protein-2 (GRB2) Src-homology-2

(SH2) domain binds pTyr on SHP2 (SHP2 is possibly phosphorylated by FGFR1) and its C-terminal Src-

homology-3 (SH3) domain binds SHP2. Step 6, the GRB2 SH2 domain binds pTyr on SHC1. Step 7, the

C-terminal SH3 domain of GRB2 binds the SOS1 Pro-rich region (GRB2 can also bind to FRS2). Step 8,

the SOS1 globular domains bind and activate Ras. Step 9, Ras binds Raf1, which results in mitogen-

activated-protein-kinase recruitment.

Thụ thể insulin

Thụ thể insulin có ở nhiều tế bào khác nhau trong cơ thể, kể cả ở những tế bào insulin không cókhả năng làm tăng sự hấp thụ glucose.

Thụ thể insulin (KLPT 340 000), được cấu tạo bởi hai tiểu đơn vị có bản chất glycoprotein. Mỗi

tiểu đơn vị được tạo ra từ một mARN và chúng gắn với nhau nhờ cầu nói disulfide. Gen mã hóathụ thể insulin gồm 22 exon và nằm trên NST số 19 ở người. Tiểu đơn vị nhỏ nối kết với insulinnằm ở vùng ngoại bào, trong khi đó tiểu đơn vị đóng vai trò là cầu nối hướng vào trong bàotương. Phần nội bào của tiểu đơn vị có hoạt tính tyrosine kinase.


15/19

Hình 6.20: Insulin, thụ thể IGF-I và IGF-II. Mỗi hormone nối kết với thụ thể tương ứng củanó, tuy nhiên insulin cũng nối kết với thụ thể IGF-I, còn IGF-I và IGF-II nối kết với cả 3 loại thụthể. Lưu ý sự tương đồng về cấu trúc giữa thụ thể insulin và thụ thể IGF -I, và cũng nên nhớ rằngcó 15 trình tự lập lại ở phần ngoại bào của thụ thể IGF-II. ISF là dịch kẽ.(Theo Ganong’s reviewof medical physiology 23rd, 2009)

Sự nối kết của insulin vào thụ thể làm phát sinh hoạt tính tyrosine kinase của tiểu đơn vị, tạo rasự phosphoryl hóa tự động của tiểu đơn vị trên những tyrosine còn sót lại. Sự phosphoryl hóa tựđộng có vai trò rất quan trọng trong việc tăng cường các tác dụng của insulin, gây ra sự phosphoryl hóa cho các protein nội bào và sự khử phosphoryl của các các chất khác (serine vàthreonin còn sót lại). IRS-1 đóng vai trò trung gian trong đáp ứng tín hiệu và đồng thời cũng làchất tác hiệu trong những hệ thống khác, do vậy nó có phần khác so với insulin. Ví dụ, chuột cógen mã hóa thụ thể insulin bị bất hoạt, sẽ có những triệu chứng chậm phát triển rõ rệt tử cung, dịdạng thần kinh trung ương và da, chết khi mới sinh do suy hô hấp. Ngược lại, khi IRS-1 bị bấthoạt, chuột chỉ chậm phát triển tử cung nhẹ, sống và kháng insulin.


16/19

Hình 6.21: Minh họa cho hoạt động của Insulin receptor subtrate-1 (IRS-1)(Theo Ganong’s

review of medical physiology 23rd, 2009)

Protein điều hòa sự phát triển đồng hóa tác dụng của insulin thông qua phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K).Thực nghiệm cho thấy ở những loài không xương sống , con đườ ng này bao gồmsự phát triển của tế bào thần kinh và thần kinh thị giác.

Thụ thể insulin gần giống vớ i thụ thể của IGF-I nhưng lại khác vớ i thụ thể của IGF-II. Nhữngthụ thể khác của yếu tố sinh trưở ng và những thụ thể của các gen gây ung thư đều là tyrosinekinases. Mặc dù vậy, thành phần amino acid của các thụ thể này vẫn r ất khác nhau.

Khi insulin bám vào thụ thể của nó, nó k ết tậ p thành từng đám và được đưa vào tế bào bờ i những

thụ thể trung gian nhậ p bào. Cuối cùng, phức hợ p thụ thể-insulin đi vào lysosomes, tại đây cáithụ thể bị phá hủy hay đượ c tái sử dụng. Chu kì bán hủy của thụ thể insulin khoảng 7 giờ .


17/19

Hình 6.22: Sự phosphoryl hóa PDK-1 và PDK-2 dẫn tớ i sự kích hoạt PKB/Akt. Khi PKB/Aktđượ c kích hoạt nó gây ra sự vận động của protein vận chuyển glucose từ máu vào mỡ và tế bàocơ vân. Như vậy nhiều glucose đượ c hấ p thụ hơn dẫn đến hạ đườ ng huyết.


18/19


19/19

Hình 6.23: Lộ trình tính hiệu của thụ thể insulin và chú giải

Chuong63 Tyrosine Kinase

Documents

Transcript of Chuong63 Tyrosine Kinase