Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 300
Текст из файла (страница 300)
В малоизученном процессе две протеинкиназы, СЯКЗ и затем б) ' ПРИ ЗИЕЕВ())ЕЗЕУй) ' а) '. БЕВ 'СИГНДДА Фгп) СЯР / * Епхх)вд акти сн УУпт СК1 неактивный Ожнекейж) активный СМ аксин *~,- нестабильный В катенин устойчивый ®В— ()-катенин Огоцспо """' ВВЕф:, „„.„6ф~. ДНК ДНК ГЕНЫ МИШЕНИ УУгй ЕЫКДК)ЧЕНЫ СК(у фосфорилируют цитонлазматический хвост рецептора 1 КР, позволяя 1 гср рекрутировать и инактивировать аксин, нарушая таким образом в цитоплазме структуру комплекса деградации. В результате фосфорилирование и деградация ()-катенина ингибируются, что позволяет нефосфорилированному () катенину по- Рнс. 15.77.
сигнальный путь уупг/Е-катенин. а) В отсутствие сигнала уупт, ()-катенин, не связанный с цитоплазматическим доменом белков кадгеринов (не показано), связывается с комплексом деградации, содержащим АРС, аксин, 65КЗ и СК1. В этом комплексе Р-катенин последовательно фосфорилируется киназами СК1 и 65КЗ, что запускает его убиквитиниравание и деградацию в протеасомах. Корепрессорный белок 6 го осьо, связанный с белком-регулятором генов СЕЕ 1/ТСЕ, ин активирует УУпт-чувствительные гены. б) Связывание тупт с Егт!ес) и СВР сближает рецепторы, что приводит к рекрутированию комплекса деградации к плаэматич есной мембране и фосфорил прова нию цитоплазматического домена Сй Р киназами 65КЗ и СК1у. Аксин связывается с фосфорилированным СВР и инактивируется и/или разрушается.
Потеря комплексом деградации аксина инактивирует его и, следовательно, блокирует фосфорилирование и убиквитинирование 0-катенина. В результате нефосфорилированный 1)катенин накапливается и переносится в ядро, Для работы пути необходимы ОВЬехейед и, возможно, 6-белок; оба связываются с Епзз)ег), и 0)вьете))ед фосфорилируется (не показано), но функциональные роли этих белков не известны. Попав в ядро, 1)-катенин связывается с сЕЕ1гТСЕ, вытесняет ко-репрессор бгопсно, и действует в качестве коактиватора транскрипции генов-мишеней уупт. 1458 Часть!Ч. Внутренняя организация клетки степенно накапливаться и переноситься в ядро, где ои изменяет профиль транскрипции генов (рис. 15.77, 6).
В отсутствие ЪЧп(-сигиализации, ЪЧп(-чувствительиые гены молчат под действием иигибиториого комплекса белков-регуляторов генов. В комплекс входят белки семейства 1ЕГ!/ТСГ, связанные с корепрессориым белком семейства Огоисйо (см. Рис. 15.77, а). В ответ иа сигнал ЪЧп1 7-катеиии входит в ядро и связывает белки ЕЕГ1/ТСГ, вытесняя СгопсЬо. р-катеиии становится коактиватором, запускающим транскрипцию генов-мишеней ЪЧп( (см.
Рис. 15.77, 6). Таким образом, как и в случае сигнализации Ыо1сЬ, ЪЧп1~'13-катеиииовая сигнализация вызывает переключение между репрессией и активацией транскрипции. Одним из активируемых В-катеиииом генов является с-Мус, кодирующий белок (с-Мус), служащий сильным стимулятором роста и пролиферации клеток (см. главу 17). Мутации гена Арс встречаются в 807' раков толстой кишки (см. главу 20). Эти мутации иигибируют способность белка связывать 1)-катеиии, в результате чего Д-катеиии накапливается в ядре и стимулирует транскрипцию с-Мус и других генов-мишеней ЪЪ'п1 даже в отсутствие ЪЧп1-сигиализации.
В результате неконтролируемые рост и пролиферация клеток приводят к развитию рака. Различные секретируемые иигибиториые белки регулируют Ъ'п(-сигиализацию в процессе развития. Некоторые связываются с рецепторами 1 КР и способствуют их даун-регуляции, другие конкурируют с рецепторами Гг1Ыед за секретируемые ЪЧпс ЪЧп1, по крайней мере в ОгозорЫа, активируют петли отрицательных обратных связей, в которых гены-мишени ЪЧп1 кодируют белки, способствующие затуханию ответа; некоторые из этих белков иигибируют 1)1зЬечеИес(, другие— секретируемые ингибиторы. 15.4.3.
Белки Нес19е1то9 связывают Ра1сЬес1, снимая ингибирование 5итоо11тепес1 Белки Нег(йеЬой и ЪЧп1 действуют сходным образом. И те, и другие представляют собой секретируемые сигиальиые молекулы, служащие локальными медиа- торами и морфогеиами при развитии тканей позвоночных и беспозвоночных. Оба типа белков модифицироваиы ковалеитио присоединенными липидами, зависят от секретируемых или связанных с поверхностью клетки гепараисульфатпротеогликаиов (см. главу 19) и активируют латентные белки-регуляторы генов путем иигибироваиия их протеолиза. Нес1яеЬоя и ЪЧп1 инициируют переключение между репрессией и активацией транскрипции, и в зрелых клетках избыточная сигиализация в связаииых с ними путях может привести к раку.
Оии даже используют одни и те же виутриклеточиые сигнальные белки и ииогда вместе опосредуют ответ. Белки НедяеЬоя обнаружены в 1)гозор)гг1а, где их семейство состоит из одного белка. Мутация гена Оеддейод приводит к формированию личинки, покрытой колючими выростами, напоминающими иголки ежа (Ьес1йеЬо11 — еж). У позвоиочиых по крайней мере три гена кодируют белки Нес1йеЬоя: Ботс, Оезегг и 1шйап Ьес(де)шд (5ошс Ье4,еЬой — герой компьютерной игры, 1)езег( ЬедйеЬой и 1пг)1ап ЬедйеЬой — виды ежей, ушастый и индийский ежи соответствеиио). Активные формы всех белков НедйеЬой, помимо жириокислотиой цепи, также несут ковалеитио связанный холестерин.
Холестерин присоединяется при иеобычиом процессииге, когда белок-предшественник расщепляет сам себя с образованием иеболыпого иесущего холестерин сигнального белка. Почти все, что иам известно о сигнальном 15.4. Сигнальные пути 1459 пути, активируемом Яшоо(Ьепес), относится к мушкам, поэтому именно путь Огозорй(!а мы и будем рассматривать. Три трансмембранных белка — Ра(сЬес1, Ятоо(Ьепег! и !Ной — опосредуют ответы на белки Нег1йеЬой. Предполагают, что Ра1сЬед 12 раз пересекает плазматическую мембрану и, несмотря на то, что его много во внутриклеточных везикулах, некоторое его количество на поверхности клетки связывает белок НедйеЬой.
Белки !Ноя несут четыре или пять иммуноглобулин-подобных доменов и два или три фибронектин-3-подобных домена; они расположены на поверхности клетки и, по-видимому, также служат рецепторами белков НебйеЬод. Вероятно, !Ной выполняют функцию корецепторов для Ра(сЬег!. %поо1Ьепег1 — это семипроходный трансмембранный белок, структура которого очень похожа на структуру рецептора ГНхх1ед. В отсутствие сигнала НедйеЬой, Ра(сЬеб по неизвестному на данный момент механизму удерживают Яшоо(Ьепео во внутриклеточных везикулах в неактивном состоянии.
Связывание НедйеЬой с !Ной и Ра(сЬео ингибируют активность Ра(сЬео и приводит к их эндоцитозу и деградации. В результате ЯгпоотЬепег! фосфорилируется, переносится на поверхность клетки и передает сигнал в клетку. Передачу сигнала опосредует латентный белок-регулятор генов СцЬ!Фцв !п1еггцр(цз (С!). В отсутствие сигнала Ней)(еЬой, С! убиквитинируется и протеолитически расщепляется в протеасомах. Однако он не полностью разрушается, а образует небольшой белок, накапливаюшийся в ядре и служаший репрессором транскрипции, способствуя молчанию Нег!йеЬоп-чувствительных генов. Протеолитический процессинг белка С! зависит от его фосфорилирования тремя серинтреониновыми киназами — РКА и двумя киназами пути Ъ'и(, а именно ОЯКЗ и СК1.
Как и в Юп(-пути, протеолитический процессинг протекает в мультибелковом комплексе, состоящем из серии-треониновой киназы мизес( и каркасного белка Созга!2. Этот каркасный белок связывает С1, рекрутирует остальные три кинаэы и присоединяет комплекс к микротрубочкам, не давая нерасщепленному С! попасть в ядро (рис. 15.78, а). Когда путь НебйеЬод активируется, оказавшийся в плазматической мембране Яшоо(Ьепед рекрутирует белковые комплексы, содержащие СЬ Гизи и Соз(а!2. Соз(а!2 теряет способность связывать остальные три киназы, и С! не расщепляется.
Теперь С! может мигрировать в ядро и активировать транскрипцию белков-мишеней Нег!йеЬой (рис. 15. 78, 6). Одним из активируемых С! генов является Ри(сйег(; в результате накопление белка Ра(сЬеб на поверхности клетки ингибирует дальнейшую НедйеЬой-сигнализацию, т.е. возникает петля отрицательной обратной связи.
В понимании Нег!йеЬод-сигнализации еще много пробелов. Например, неизвестно, как РатсЬег! удерживает ЗтоотЬепед в неактивном состоянии внутри клетки. Поскольку структура Ра(сЬег! напоминает структуру трансмембранного белка-переносчика, предполагают, что он может транспортировать в клетку малую молекулу, не даюгцую ЯшоогЬепео покинуть везикулы. Еще меньше известно о более сложном пути Нес!йеЬоц позвоночных. Помимо того что у позвоночных по крайней мере три типа белков НедйеЬой, у них обнаружено три Сйподобных белка-регулятора генов (О!Н, О!А и О!(3), следующих за Яшоо(Ьепес1.
Только 01!3 подвергается свойственному С! протеолитическому процессингу и служит либо транскрипционным активатором, либо репрессором. О1!1 и О!!2, по-видимому, являются исключительно активаторами. Более того, у позвоночных ЯгпооФепеб после активации локализируется на особом участке плазматической мембраны — на первичной ресничке, которая выступает с поверх- Ибо Часть МВнутреттнтйоррйнМацияилбттве микротрубочка Рпавб ен большой белок О / ~Ной неактивный Зптотклепед расщепленный белок бй в комплексе с корепрессором йфф и4вттййтвтжт коактиеатор 15.4. Сигнальные пути 1461 ности большинства клеток позвоночных (см. главу 1б).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
