А.А. Ярилин - Иммунология (1112185), страница 102
Текст из файла (страница 102)
Она содержит тандем из двух SH2-доменов. Условие ее взаимодействия с ζ-цепью —предварительное фосфорилирование остатков тирозина в ITAM ζ-цепи.После фосфорилирования 2-й остаток тирозина в мотивах ITAM ζ-цепивзаимодействует с тирозином SH2-доменов киназы ZAP-70. В результате фосфатная группа тирозина ζ-цепи становится общей с тирозиномSH2-домена молекулы ZAP-70. За этим следует фосфорилирование остатков тирозина в ферментативном домене молекулы ZAP-70, осуществляемоетирозинкиназами Lck и, возможно, Fyn, что приводит к включению ферментативной (киназной) активности молекулы.Дальнейшая передача сигнала обусловлена взаимодействием ZAP-70 сее главным субстратом — адапторным белком LAT (от Linker for activation ofT-cells — линкер активации Т-клеток).
Этот белок связан с мембраной ивходит в состав рафтов. После катализируемого ZAP-70 фосфорилированияLAT приобретает способность связывать сигнальные молекулы, участвующие в дальнейшей передаче сигнала: адапторные белки SLP-76, Grb2, факторVav, а также ферменты — PLCγ1 и PI3K. Активация некоторых из упомянутых белков зависит от LAT не напрямую, а косвенно. Так, через SH3-домены4093.5.
Активация лимфоцитов и запуск иммунного ответаDAG(диацилглицерол)PIP2(фосфатидил инозитол4,5:дифосфат)PLCγ(фосфолипаза С)IP3(инозитол1,4,5:трифосфат)+РРРРРРАктивация некоторых Мобилизация Са2+изоформиз внутриклеточныхпротеинкиназы СдепоРис. 3.95. Образование сигнальных метаболитов фосфоинозитидовадапторных белков семейства Grb2 к сигнальному пути подсоединяютсяфакторы SLP-76 и Sos. SLP-76, в свою очередь, опосредует подключениек сигнальному пути PLСγ1 и ГТФазы Ras. Активация PLCγ1 происходитс участием тирозинкиназы Itk, относящейся к семейству Btk — третьему(после Src и Syk) семейству тирозинкиназ, участвующих во внутриклеточной передаче сигнала при активации лимфоцитов.
Все сигнальные факторы, вовлекаемые в процесс активации с прямым и косвенным участиемLAT, рекрутируются в состав клеточной мембраны и взаимодействуют с еефосфоинозитидными компонентами. Комплекс, образуемый при взаимодействии SLP-76, Vav и Nck, реагирует с белками цитоскелета PAK и WASP,служащими медиаторами перестроек в цитоскелете активируемых клеток.Активированная PLCγ1 катализирует расщепление фосфатидилинозитол 4,5-бифосфата с образованием диацилглицерола (DAG), которыйостается связанным с мембраной, и инозитол-1,4,5-трифосфата (рис. 3.95).Инозитол трифосфат поступает в цитоплазму и взаимодействует с рецепторами на поверхности эндоплазматического ретикулума, что обусловливаетвыход ионов Са2+ из внутриклеточных хранилищ.
Опустошение последнихвызывает открытие Са2+-зависимых каналов в клеточной мембране, черезкоторые в клетку поступают ионы Са2+ из внеклеточного пространства.В результате возрастает концентрация свободных ионов Са2+ в цитоплазмеклетки. Ионы Са2+ активируют фосфатазу кальциневрин, дефосфорилирующую цитоплазматический компонент транскрипционного фактора NF-AT(Nuclear factor of activated T-cells — ядерный фактор активированных Т клеток)(рис. 3.96).
Это обусловливает перемещение фактора в ядро, взаимодействиес ядерным компонентом и формирование зрелой формы молекулы NF-AT,способной взаимодействовать с ДНК в промоторных участках генов, вовлеченных в активацию Т-клеток (IL2, IL2R и др.).Диацилглицерол традиционно рассматривали как фактор, активирующий протеинкиназу С (PKC) — уже не раз упоминавшуюся ранее серин/тре-410Глава 3. Адаптивный иммунитетНеактивныйкальциневринIP3Ca2+АктивацияСуАЦиклофиллинКальциневринАктивныйкальциневринЭндоплазмати:ческий ретикулумБлокадаNFAT:PNFATДефосфорилированиеМиграция в ядроNFATГенРис. 3.96. Са2+-зависимое звено активации Т-клеток и его блокада циклоспорином А.Зависимый от инозитолтрифосфата сигнальный путь приводит к мобилизации вядро транскрипицонного фактора NF-AТ.
Этот путь может быть блокирован циклоспорином А, способным в комплексе с циклофиллином инактивировать фосфатазукальциневрин, ответственную за дефосфорилирование цитоплазматического фактора NF-AT (что служит условием его миграции в ядро)ониновую киназу, признаваемую одним из ключевых факторов активацииТ-клеток. Однако оказалось, что изоформы РКС, активируемые диацилглицеролом, не имеют отношения к активации Т-клеток. В ней участвуетизоформа θ РКС, появляющаяся в иммунном синапсе на пике его «зрелости». Ее рекрутирование в иммунный синапс зависит от активности РI3K иVav (последний фактор связан с цитоскелетом, роль которого в транспортеРКСθ очень важна).
Поскольку активация Vav зависит от сигнализации нетолько через TCR, но и через CD28, а CD28-зависимый путь реализуется сучастием PI3K (она ассоциирована с CD28 — см. далее), становится очевидным, что PI3K и Vav представляют различные этапы одного сигнальногопути и, таким образом, вовлечение в активацию молекулы РКСθ зависитот костимуляции через CD28. При этом не вызывает сомнений роль в активации РКСθ сигналов, поступающих от TCR, поскольку РКСθ фосфорилируется (и, следовательно, активируется) киназой Lck. Допускают участие вактивации РКСθ и других факторов, в том числе диацилглицерола, но этивлияния второстепенны.
Активация PKCθ необходима для предотвращения апоптоза активируемых клеток и включения двух из трех критическихтранскрипционных факторов, необходимых для экспрессии генов IL2 иIL2R — АР-1 и NF-κB. РКСθ-зависимая активация АР-1 реализуется черезRac/JNK-ветвь MAP-каскада (о нем будет сказано далее). Путь, приводящий к активации транскрипционного фактора NF-κB, содержит в качестве3.5. Активация лимфоцитов и запуск иммунного ответа411промежуточных звеньев последовательно активируемые (с участием РKCθ)факторы CARMA-1, Bcl-10 и MALT-1, IKK. IKK фосфорилирует ингибирующую субъединицу NF-κB — IκK, придавая ей способность к связыванию убиквитина, что предопределяет ее последующую деградацию.
Приэтом освобождается активная субъединица NF-κB, мигрирующая в ядро ивыступающая в роли транскрипционного фактора — одного из трех, необходимых для экспрессии генов активации Т-клеток. Транскрипционныйфактор NF-κB, играющий ключевую роль при активации клеток врожденного иммунитета, был рассмотрен выше (см.
раздел 2.2.4).Столь же широко при активации клеток используется еще один сигнальный путь, запускаемый при активации Т-лимфоцитов — MAP-каскад, илиMAP-модуль (от Mitogen-activated kinases — киназы, активированные митогеном). Его роль состоит главным образом в индукции транскрипционногофактора АР-1 (димера c-jun/c-fos). Существует 3 ветви этого каскада, приводящие к образованию трех типов MAP-киназ (MAPК) — ERK1/ERK2 (отExtracellular signal-regulated kinases — киназы, регулируемые внеклеточнымисигналами), p38 и JNK (от c-Jun NH2-terminal kinases — c-Jun NH2-концевыекиназы). Каскады, приводящие к активации MAP-киназ, включаются сучастием адапторных белков и низкомолекулярных ГТФаз.
Один из адапторных белков — Grb2 (Growth factor receptor bound protein 2), активируется привзаимодействии с фактором LAT. Активированный Grb2 спонтанно связывается с другим LAT-активированным белком SLP-76 и фактором Sos (отSon of sevenless). Sos представляет фактор замещения гуаниннуклеотидов: онобусловливает замещение ГДФ на ГТФ в составе малых G-белков (т.е. белков, связывающих гуаниннуклеотиды). Поэтому комплекс SLP-76/Grb2/Sosобусловливает активацию G-белка Ras, превращая связанный с ним ГДФ вГТФ. Ras-ГТФ активирует серин/треониновую киназу Raf (киназу киназыMAP-киназы — МККК).
Далее следует каскад реакций: Raf активируетМЕК (киназу MAP-киназы — МКК), а МЕК активирует вышеупомянутыеMAP-киназы ERK1 и ERК2. Активацию JNK-ветви MAP-каскада инициирует упоминавшийся выше фактор Vav (зависимый от LAT и связанныйс активацией цитоскелета, а также РКСθ, см. выше). Он вызывает переходГДФ в ГТФ в комплексе с G-белком Rac (семейство Rho). Rac-ГТФ активирует киназу МЕКК (выступающую в роли МККК), она активирует киназуJNKK (MKK), которая, в свою очередь, активирует MAP-киназу JNK.Третий путь MAP-модуля, приводящий к образованию MAP-киназы р38,также зависит от G-белков семейства Rho. Он аналогичен по общей схемедвум другим путям, но изучен менее детально.Активация MAP-киназ ERK1/ERK2, JNK и p38 осуществляется путемфосфорилирования остатков треонина и тирозина в мотиве TXY, причемроль Х в трех типах киназ выполняют различные остатки (соответственноGlu, Pro и Gly).
Названные MAP-киназы обусловливают формированиетранскрипционных факторов, участвующих во многих клеточных процессах. ERK1/ERK2 обусловливает образование транскрипционных факторовАР-1 и Elk-1, JNK — факторов ATF2, Elk-1 и c-Jun (компонент АР-1), p38 —факторов ATF2, Elk-1 и MEF-2C.Запуск рассмотренных выше сигнальных путей при активации Т-клетокпроисходит при параллельном связывании TCR и костимуляции через моле-412Глава 3. Адаптивный иммунитеткулу CD28. Дифференцирование сигнальных путей, включаемых через этимембранные молекулы, а также расшифровка взаимодействия этих путейдо конца не завершены. Однако общая картина проявляется достаточночетко, чтобы в общих чертах понять молекулярные основы костимуляции.При связывании TCR, координированном со связыванием корецептора,происходит изменение конформации комплекса TCR–CD3, CD4 вызываетактивацию рецепторных тирозинкиназ Fyn и Lck, а также фосфатазы CD45.Конечный результат «проксимальных» событий — фосфорилированиеζ-цепи рецепторного комплекса и передача активационного сигнала на киназу ZAP-70.
Далее с участием адапторных белков LAT, SLP-76 и Vav область,вовлеченная в передачу сигнала, существенно расширяется, включая мембранно-связанные киназы, цитоскелет и малые G-белки. Сигнальный путь,приводящий (через активацию PLCγ1, образование инозитолтрифосфата иактивацию кальциневрина) к мобилизации Са2+ и активации транскрипционного фактора NF-AT, по-видимому, реализуется без прямого участиясигналов, генерируемых при костимуляции. Другие пути в большей илименьшей степени зависят от костимулирующего сигнала.Наиболее прямое следствие костимуляции через CD28 — активациямембранного фермента PI3K, физически связанного с молекулой CD28.
Этотфермент катализирует образование фосфатидилинозитол 4, 5-бифосфата,служащего источником инозитолтрифосфата. Однако это событие напрямую не связано с активацией и может рассматриваться как подготовительное. При активации клетки фосфатидилинозитолтрифосфат активируетVav — узловой фактор, ответственный за вовлечение в процесс активациицитоскелета и участвующий в рекрутировании и активации протеинкиназы PKCθ. Этот фермент важен для функционирования сигнального пути,приводящего к формированию транскрипционных факторов NF-κB и АР-1.В обоих случаях роль PKCθ в наибольшей степени проявляется во включении Rас/JNK-ветви MAP-каскада. Raf/ERK- и Rac/p38-ветви MAP-каскадав меньшей степени зависят от PKCθ, а следовательно, от костимуляции.Таким образом, молекулярная основа костимуляции — вовлечение в процесс активации Т-хелпера сигнальных путей, реализуемых с участием трехключевых факторов — PI3K, фактора Vav и изоформы θ протеинкиназы С.Из трех ключевых транскрипционных факторов, запускающих гены активации Т-клеток, экспрессия двух (АР-1 и NF-κВ) зависит от костимуляции итолько для выработки NF-AT непосредственно костимуляция не требуется.Таким образом, в результате в Т-клетке формируется 3 транскрипционных фактора — NF-AT, NF-κB AP-1.
Формирование этих факторов происходит различными путями. Активный NF-AT образуется в результате сборкидимера, включающего цитоплазматический и ядерный субкомпонентыNF-AT — NF-ATc и NF-ATn. Если NF-ATn — конститутивный фактор,всегда присутствующий в ядре Т-клетки, NF-ATc должен быть активирован для миграции в ядро, что достигается его дефосфорилированием,катализируемым кальциневрином (см. выше).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
