Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

TIROZIN KINÁZ-KÖTÖTT RECEPTOROK 2.NÖVEKEDÉSI FAKTOROK

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetéseaz Európai Unió új társadalmi kihívásainaka Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni EgyetemenAzonosító szám: TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Berki Tímea és Boldizsár FerencJelátvitel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktorok (GFok)• Alacsony molekulasúlyú szolubilis mediátorok• Szabályozzák a:

1. Proliferációt2. Túlélést3. Metabolizmust4. Szöveti differenciációt

• Fontos szerepet játszanak a tumorok kialakulásában

• Citokinek - növekedési faktorok

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktorok (GFok) - TörténetHogyan 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 EGFEgy aktívan növekedő egér tumor transzplantációja csirkébe idegrostok amplifikációjához vezet a tumorban

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktorokFaktor Elsődleges forrás Elsődleges szerep Megjegyzések

PDGFTrombocita, endotél sejtek,placenta

Kötőszövet, glia és simaizom sejtek proliferációját serkenti

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

EGFSzubmaxilláris mirigy, Brunner mirigy

Mezenhimális, glia és epitél sejtek proliferációját serkenti

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

FGFSzámos 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

NGFHízósejt, 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 VeseEritrocita 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 serkentiIGF-2-vel és a proinzulinnal rokon, szomatomedin C-nek is nevezik

IGF-2 Számos sejtSzámos, általában magzati eredetű sejt proliferációját serkenti

IGF-1el és a proinzulinnal rokon

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Tirozin kináz aktivitással rendelkező receptorok• Receptor tirozin kinázok (RTK)

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

• Tirozin-kináz asszociált receptorokOlyan fehérjékkel asszociálódnak, amelyek tirozin kináz aktivitással rendelkeznek (citokin receptorok)

• Receptor tirozin foszfatázokpl. CD45 fehérje T-sejteken és makrofágokon

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Komplett és inkomplett receptor tirozin kinázok

“Komplett” receptor tirozin kinázok “Inkomplett” receptor

Citoplazmatikusnem-receptortirozin kináz

Adapter

Jel Jel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

I EGFR család (ErbB) X LTK családII Inzulin rec. család XI TIE családIII PDGF család XII ROR családIV FGF család XIII DDR családV VEGF család XIV RET családVI HGF család (c-Met) XV KLG családVII Trk család XVI RYK családVIII Eph család XVII MuSK családIX AXL család

Receptor tirozin kináz (RTK) családok• 90 tirozin-kináz található a humán genomban, ebből 58 RTK• Növekedési faktor, citokin- és hormon receptorok• Osztályok:

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Kináz-foszfatáz egyensúlyFoszforiláz kináz

(szerin/treoninkináz)

PP1c (szerin/treonin foszfatáz)

Foszforiláz b

Foszforiláz b

Foszforiláz a P

Foszforiláz a PInaktív 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

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktor receptorok

VEGFR1VEGFR2VEGFR3

PDGFRaPDGFRbCSF1RKitKit2

Ryk TorsoEGFRErbB2ErbB3ErbB4

MetRonSea

TrkATrkBTrkC

INSRIGF1RIRR

AxlMerSky

EphEckEekErkElkEhk1Ehk2SekHekHek11Cek-9Myk-1Myk-2

RosFGFR1FGFR2FGFR3FGFR4

TieTie2

DDR Ret TorpedoRor1Ror2

LtkAlk

Fibronektin IIILeucin-gazdag

Cisztein gazdagSavas-box

KinázIG-szerű

EGF-szerűKadherin

VIII-faktor-szerűGlicine-gazdag Kringle

C1r-szerű

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

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-gazdagMAM domén

SEC14 doménFibronektin III

FERM doménIG-szerű

BRO-1 homológiaGlikozilált

PDZ doménKadherin-szerű

Hisztidin doménKarbonát anhidráz-szerű

Kináz-interakciós doménPTP domén

Src homológia 2PTP pszeudo-foszfatázdomén

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

RGDS motívum

Prolin-gazdagMAM domén

SEC14 doménFibronektin III

FERM doménIG-szerű

BRO-1 homológiaGlikozilált

PDZ doménjKadherin-szerű

Hisztidin doménKarbonát anhidráz-szerű

Kináz-interakciós doménPTP domén

Src homológia 2PTP pszeudo-foszfatázdomén

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

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktor receptorok és tirozin foszforilációjuk

p120Ras-Gap

PLCg

FoszfotirozinY559Y581Y716Y741Y751Y771Y1009Y1021

Foszfotirozin Y992Y1045Y1068Y1086Y1148Y1173

PDGFR

PP

PPP

PP

PPP

PP

PP

EGFR

PPPPP

PPPP

P

Shc SLP76

Abl

CblPI3K

IRS-1

GRB2 SRCSHP-1

STAT1

Crk

Nck

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Receptor tirozin kináz jelátviteli útvonal

Proliferáció MigrációTúlélés Sejtciklus progresszió

Transzkripció

RTK

Ligand

P

PP

PP

PP

P

Dimerizáció

Src

SOSGRB2Ras

RafErk

PKC

PLC

STAT

JAK

Akt

PI3KPDK1

Plazma membrán

Citoplazma

Sejtmag

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktor receptor jelátviteli utak I.

TargetekPIP2 PIP3

TargetekTargetek

AktPDK1

PIP3

SOS Ras

Targetek

Erk

Targetek

GRB2GRB2

Shp2

Shp2

GRB2

GRB2

GRB2

PI3K

RTK

Ligand

P P

P P

P

P

P

PP

Plazma membrán

P

PP

PP

PP

P

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

Növekedési faktor receptor jelátviteli utak II.

RTK

Ligand

DAG

IP3PIP2

PKC

Ca2+

Cbl

PPLC PLC C2PH SH3SH2 SH2

Plazma membrán

CitoplazmaP

PP

PP

PP

P

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

EGF jelátvitel

EGFR

JNK

SOS

Ras

GRB2

C-Fos

Raf

MAPKK

AP1

MAPK

PAK1

NckGRB2

Gab1

Shp2

WASP

Src

Shc

Bad FKHR

CREB

RSK2 Junp53

MAPK JNKp38

Cdc42/Rac

Vav2

EGF

CitoszkeletonSejtciklus

Apoptózis

STAT1 STAT3

Célgének

ADAM

HB-EGF

PTP

Rac

H2O2

NADPHszintézis 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

RasGAP

+

- -

- -

-

+

-

+

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

A növekedési faktor jelátvitel általános jellemzői

Diverz bemenő jelek(Multiple RTK-ok)

Konzervált corefolyamatok

Diverz kimeneti események(transzkripciós válasz,

citoszkeletális változások, stb)

Szisztéma kontroll+

- +

+

-

Bemenő jel

Kimenő jel

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011A különböző növekedési faktor receptorok ugyanazokat a jelátviteli utakat használják

PDGF-C

Sejt túlélés Proliferáció Apoptózis rezisztencia

Metasztázis Érújdonképződés

P

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

PP

P

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

EGFTGFa

b-cellulinAmfiregulin

HB-EGFNem specifikus

ligandok Heregulinok

b-cellulinNRG2NRG3 VEGF-B VEGF-A VEGF-C VEGF-D PDGF-A

PDGF-BPDGF-D SCF

SOSGRB2 Ras Rac RhoCDC42

MEK1/2

Erk

Raf

ERK útvonal

MKK4/7

JNK

MEKK

JNK útvonal

MKK3/6

p38

Tak

P38 útvonal

Akt

mTor

PI3K

EverolimusImatinibTrastuzumabLeflunomideLapatinibGefitinibErlotinibPanitumumabSorafenib

CetuximabBevacizumabVandetanibSunitinibEnzastaurinPazopanibMotesanibMidostaurinTemsirolimusSirolimus

P

PP

PP

P

P

P

TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0011

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

cGMPGTP cGMPGTP

PPPPPP

PPPPP

PPPPP

PPPPPP

Nátriuretikuspeptid

Hormon kötött

Aktív

Kináz

Foszfatáz

ATP

ATP

cGMPGTP

P P

P

P P

P P

Alap állapot

ATP