a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP

(1)

az Európai Unió új társadalmi kihívásainak

a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

(2)

TIROZIN KINÁZ-KÖTÖTT RECEPTOROK 2.

NÖVEKEDÉSI FAKTOROK

az Európai Unió új társadalmi kihívásainak

a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Azonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Berki Tímea és Boldizsár Ferenc

Jelátvitel

(3)

Növekedési faktorok (GFok)

• Alacsony molekulasúlyú szolubilis mediátorok

• Szabályozzák a:

1. Proliferációt 2. Túlélést

3. Metabolizmust

4. Szöveti differenciációt

• Fontos szerepet játszanak a tumorok kialakulásában

• Citokinek - növekedési faktorok

(4)

Növekedési faktorok (GFok) - Történet

Hogyan tartsunk fenn sejteket in vitro körülmények között (19-20. század fordulója)?

• Rous: kísérletek csirke tumor (szarkóma) sejtekkel (RSV)

• Carrel: egyszerű pufferelt sóoldatban a sejtek nem osztódnak – próbálkozások higított plazmával/szérummal

• Temin és Dulbecco: precíz ajánlások a szövettenyésztéshez:

– A tumor sejtek szérum igénye alacsonyabb, a tumor sejtek

megnövekedett kapacitással válaszolnak a proliferációs jelekre

– Szérumtartalmú médiummal etetett sejtek gyorsabban nőnek, mint a plazma tartalmú médiummal etetettek – PDGF

Rita Levi-Montalcini, Stanley Cohen: NGF és EGF

Egy aktívan növekedő egér tumor transzplantációja csirkébe idegrostok

amplifikációjához vezet a tumorban

(5)

Növekedési faktorok

Faktor Elsődleges forrás Elsődleges szerep Megjegyzések

PDGF Trombocita, endotél sejtek, placenta

Kötőszövet, glia és simaizom sejtek proliferációját serkenti

Két különböző fehérje lánc 3 féle dimert alkot: AA, AB és BB

EGF Szubmaxilláris mirigy, Brunner mirigy

Mezenhimális, glia és epitél sejtek proliferációját serkenti

TGF-α Gyakori transzformált sejtekben fontos lehet a normál sebgyógyulásban EGF-el rokon

FGF Számos sejtben: a protein az ECM- hoz asszociált

Számos sejt proliferációját serkenti, gátol néhány őssejtet,a korai embrióban a mezoderma kialakulását indukálja

Legalább 18 különböző fajta, 5 különböző receptor

NGF Hízósejt, eozinofilek, csontvelői

strómasejtek, keratinocták Neuritek kinövését és a neuronális sejttúlélést serkenti

Neurotrofin, a neuronok proliferációját és túlélését serkenti, neurotrofin receptorok osztályát először a TrkA, TrkB és TrkC proto-onkogénekben azonosították Eritropoetin Vese Eritrocita proliferációt és differenciációt

serkent

TGF-β Aktivált Th1 sejtek (T-helper) és NK sejtek

Gyulladáscsökkentő (gátolja a citokin termelést és az MHCII expressziót), serkenti a sebgyógyulást, gátolja a makrofág és limfocita proliferációt

Legalább 100 különböző fajta

IGF-1 Főleg máj Számos sejt proliferációját serkenti IGF-2-vel és a proinzulinnal rokon, szomatomedin C-nek is nevezik

IGF-2 Számos sejt Számos, általában magzati eredetű sejt

proliferációját serkenti IGF-1el és a proinzulinnal rokon

(6)

Tirozin kináz aktivitással rendelkező receptorok

• Receptor tirozin kinázok (RTK)

pl. PDGF, inzulin, EGF, VEGF és FGF receptorok

• Tirozin-kináz asszociált receptorok

Olyan fehérjékkel asszociálódnak, amelyek tirozin kináz aktivitással rendelkeznek (citokin receptorok)

• Receptor tirozin foszfatázok

pl. CD45 fehérje T-sejteken és makrofágokon

(7)

Komplett és inkomplett receptor tirozin kinázok

“ Komplett ” receptor tirozin kinázok “ Inkomplett ” receptor

Citoplazmatikus nem-receptor

tirozin kináz Adapter

Jel Jel

(8)

I EGFR család (ErbB) X LTK család II Inzulin rec. család XI TIE család III PDGF család XII ROR család IV FGF család XIII DDR család V VEGF család XIV RET család VI HGF család (c-Met) XV KLG család VII Trk család XVI RYK család VIII Eph család XVII MuSK család

IX AXL család

Receptor tirozin kináz (RTK) családok

• 90 tirozin-kináz található a humán genomban, ebből 58 RTK

• Növekedési faktor, citokin- és hormon receptorok

• Osztályok:

(9)

Kináz-foszfatáz egyensúly

Foszforiláz kináz (szerin/treoninkináz)

PP1c (szerin/treonin foszfatáz) Foszforiláz b

Foszforiláz b

Foszforiláz a P Foszforiláz a P

Inaktív Aktív

P

ATP ADP

CD45 (tirozin foszfatáz)

Csk (tirozin kináz)

ADP ATP

Inaktív _p56Lck

P _Y505

Y394

Foszforilálatlan _p56Lck

Y505

Y394

Aktív_p56Lck

P Y394 P

(10)

Növekedési faktor receptorok

VEGFR1 VEGFR2 VEGFR3 PDGFRa

PDGFRb CSF1R Kit Kit2

Ryk Torso

EGFR ErbB2 ErbB3 ErbB4

Met Ron Sea

TrkA TrkB TrkC INSR

IGF1R IRR

Axl Mer Sky

Eph Eck Eek Erk Elk Ehk1 Ehk2 Sek Hek Hek11 Cek-9 Myk-1 Myk-2

Ros FGFR1

FGFR2 FGFR3 FGFR4

Tie Tie2

DDR Ret Ror1 Torpedo

Ror2 Ltk Alk

Fibronektin III Leucin-gazdag Cisztein gazdag

Savas-box Kináz

IG-szerű

EGF-szerű Kadherin

VIII-faktor-szerű

Glicine-gazdag Kringle C1r-szerű

(11)

Receptor-szerű protein tirozin foszfatázok (PTP) (21)

CD45 (RC) R1/R6

PTPm (RM) PTPk (RK) PTPr (RT) PTPl

(RU) R2B

LAR (RF) PYPs

(RS) PTPd (RD) R2A

PTPa (RA) PYPe (RE) R4

PTPg (RG) PYPz (RZ1) R5

PTPb (RB) DEP1

(RJ) SAP1

(RH) GLEPP1

(RO) PTPS31

(RP) R3

PCPTP1g (RR) STEP

(N5) R7

IA2 (RN) IA2b (RN2)

R8

RGDS motívum

Prolin-gazdag MAM domén

SEC14 domén Fibronektin III

FERM domén IG-szerű

BRO-1 homológia Glikozilált

PDZ domén Kadherin-szerű

Hisztidin domén Karbonát anhidráz-szerű

Kináz-interakciós domén PTP domén

Src homológia 2 PTP pszeudo-foszfatáz

domén

(12)

RGDS motívum

Prolin-gazdag MAM domén

SEC14 domén Fibronektin III

FERM domén IG-szerű

BRO-1 homológia Glikozilált

PDZ doménj Kadherin-szerű

Hisztidin domén Karbonát anhidráz-szerű

Kináz-interakciós domén PTP domén

Src homológia 2 PTP pszeudo-foszfatáz

domén

Nem- transzmembrán protein tirozin foszfatázok (17)

HDPTP (N23)

NT8 MEG2

(N9) NT3

HePTP (N7) PTPH1 (N3) MEG1

(N14) NT5

SHP1 (N6) SHP2 (N11) NT2

PTPBAS (N13)

NT7

PTPD1 (N21) PTPD2b

(142) NT6 PTP1B

(N1) TCPTPb

(N2) NT1

BDP1 (N18) PTP-PEST

(N12) LYP (N220)

NT4

PTPTyP (N20)

NT9

(13)

Növekedési faktor receptorok és tirozin foszforilációjuk

p120 Ras-Gap PLCg

Foszfotirozin

Y559 Y581 Y716 Y741 Y751 Y771 Y1009 Y1021

Foszfotirozin

Y992 Y1045 Y1068 Y1086 Y1148 Y1173

PDGFR

P P P

P P

P P P

P P

EGFR

P P P P

P

P P P

P P

Shc SLP76

Abl Cbl PI3K

IRS-1

GRB2 SHP-1 SRC

STAT1 Crk

Nck

(14)

Receptor tirozin kináz jelátviteli útvonal

Proliferáció Túlélés Migráció Sejtciklus progresszió Transzkripció

RTK

Ligand

P

P P P P

P P P Dimerizáció

Src

SOS GRB2

Ras

Raf Erk PKC

PLC

STAT JAK

Akt PI3K PDK1

Plazma membrán

Citoplazma

Sejtmag

(15)

Növekedési faktor receptor jelátviteli utak I.

Targetek

PIP

₂

PIP

₃

Targetek Targetek

Akt PDK1

PIP

₃

SOS Ras

Targetek

Erk

Targetek GRB2

GRB2 Shp2

Shp2

GRB2 GRB2

GRB2 PI3K RTK

Ligand

P P

P P P

P

P P

P

Plazma membrán

P

P P P P

P P P

(16)

Növekedési faktor receptor jelátviteli utak II.

RTK Ligand

DAG IP

₃

PIP

₂

PKC

Ca²⁺

Cbl

P

PLC PLC C2

PH SH2 SH2 SH3

Plazma membrán

Citoplazma

P

P P P P

P P P

(17)

EGF jelátvitel

EGFR

JNK SOS

Ras GRB2

C-Fos Raf

MAPKK

AP1

MAPK PAK1

Nck

GRB2

Gab1

Shp2

WASP Src

Shc

Bad FKHR

CREB

RSK2 p53 Jun

MAPK p38 JNK

Cdc42 /Rac Vav2

EGF

Citoszkeleton Sejtciklus

Apoptózis

STAT1 STAT3

Célgének

ADAM

HB-EGF PTP

Rac H₂O₂

NADPH

szintézis Gab1

PI3K

PIP₃ E₂Ub

Targetek

DOK

Akt PDK1

Cbl

MKK2 MKK4

MEKK MEKK4

Rac FAK

CAS

Paxillin Src

Targetek Ca²⁺

PKC

DAG PLCg IP3

MAPK

Ras GAP +

- -

- +

(18)

A növekedési faktor jelátvitel általános jellemzői

Diverz bemenő jelek (Multiple RTK-ok)

Konzervált core folyamatok

Diverz kimeneti események (transzkripciós válasz, citoszkeletális változások, stb) Szisztéma kontroll

+

- +

+ - Bemenő jel

Kimenő jel

(19)

A különböző növekedési faktor receptorok ugyanazokat a jelátviteli utakat használják

PDGF-C

Sejt túlélés Proliferáció Apoptózis rezisztencia Metasztázis Érújdonképződés

P

P P P P

P P P

P

P P P P

P P P

P

P P P P

P P P

P

P P P P

P P P

P

P P P P

P P P

EGFR Her2 Her3 Her4 VEGFR1 VEGFR2 VEGFR3 PDGFR-a PDGFR-b c-kit

EGF TGFa b-cellulin Amfiregulin

HB-EGF

Nem specifikus

ligandok Heregulinok

b-cellulin NRG2

NRG3 VEGF-B VEGF-A VEGF-C VEGF-D PDGF-A

PDGF-B

PDGF-D SCF

SOS

GRB2 Ras Rac CDC42 Rho

MEK1/2

Erk Raf ERK útvonal

MKK4/7

JNK MEKK JNK útvonal

MKK3/6

p38 Tak P38 útvonal

Akt

mTor PI3K

Everolimus Imatinib Trastuzumab Leflunomide Lapatinib Gefitinib Erlotinib Panitumumab Sorafenib

Cetuximab Bevacizumab Vandetanib Sunitinib Enzastaurin Pazopanib Motesanib Midostaurin Temsirolimus Sirolimus

P

P P P P

P P P

(20)

Nátriuretikus peptid jelátvitel

Deszenzitizált

↑NP degradáció

↓cAMP?

↑ IP3?

↑ Vazorelaxáció

↑ Diurézis, natriurézis

↓ Renin, aldoszteron

↓ Sejt proliferáció

↓ Szív fibrózisa

↑ Vazorelaxáció

↓ Sejt proliferáció

↑ Hosszú csontok növekedése Kináz homológia domén

Plazma membrán Ligand-kötő domén Receptor

Hinge régió

Guanilát-cikláz domén

Élettani válasz Nátriuretikus peptid

NPR-C NPR-A

(GC-A)

NPR-B (GC-B)

ANP BNP CNP

cGMP

GTP GTP cGMP

P P P P P P

P P P P P

P P P P P P P P P P

P

Nátriuretikus peptid

Hormon kötött

Aktív Kináz

Foszfatáz ATP

ATP

cGMP GTP

P P

P

P P

Alap állapot

ATP