蛋白酪氨酸激酶

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蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase,PTK)是一类催化ATP上γ-磷酸转移到蛋白酪氨酸残基上的激酶,能催化多种底物蛋白质酪氨酸残基磷酸化,在细胞生长、增殖分化中具有重要作用。迄今发现的蛋白酪氨酸激酶中多数是属于致癌RNA病毒癌基因产物,也可由脊椎动物原癌基因产。根据PTK是否存在于细胞膜受体可将其分成非受体型和膜受体型。

1.非受体型 以src基因产物为代表,此外还有Yes、Fyn、Lck、Fgr、Lyn、Fps/Fes及Ab1等。徐后两者外,其余非受体型蛋白酪氨酸激酶Src家族分子理约为60kDa的蛋白质,它们之间除了N末端80个氨基酸组成不同外,其作部分都 非常相似。

2.受体型 根据它们的结构不同,受体型酪氨酸激酶可以分为9种类型,其中较常见的有4种类型(图8-5)。

(1)表皮生长因子受体(EGFR)家族:EGF-R家族成员包括EGF-R(分子量为170kDa,广泛表达于多种组织细胞中)、erbB2/neu 及erbB-3基因表达产物。其家族成员的特点是在胞膜外有两个富含半胱氨酸的区域,胞浆内含有一个有酪氨酸激酶活化性的区域。

(2)胰岛素受体家族:其家族成员包括胰岛素受体(insulin receptor,IR)、胰岛素样生长因子-1受体(insulin-like growth factor-1 receptor,IGF-1R)以及胰岛素相关受体(insulin related receptor,IRR)。胰岛素受体家族成员是由二个α亚单位和二个β亚单位通过链间二硫键形成的异源四聚体。其中α亚单位为配体结合部位;β亚单位的胞浆内部分含有酪氨酸激酶活性区域。

(3)PDGF/MCSF/SCF受体家族:其家族成员包括血小板衍生的生长因子α受体(PDGF-αR)、PDGF-βR、巨噬细胞集落刺激因子受体(M-CSFR)以及干细胞生长因子受体(SCFR)。以上成员的特点是胞膜外含有5个免疫球蛋白结构域,胞浆内含有两个呈串联结构的酪酸激酶功能区。

(4)成纤维细胞生长因子受体(FGFR)家族:FGFR家族成员有FGFR1、FGFR2、FGFR3以及FGF4。它们的特点是在胞膜外含有3个免疫球蛋样结构域,其中在第1和第2结构域之间有一个含8个连续的酸性氨基酸结构,又称酸性盒结构域(acid box domain);胞浆内含有两个呈串联结构的酷氨酸激酶功能区。

家体型酪氨酸蛋白激酶所介导的信号传递途径中涉及到一种重要的蛋白激酶即丝裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)。MAPK属于一种Ser/Thr蛋白激酶,可在多种不同的信号转导途径中充当一种共同的信号转导成份,且在细胞周期调控中发挥重要的作用。目前MAPK家族中至少有4个成员已被纯化和深入研究。如p42mapk,p44erk1,p54MAPK及p44mpk。这些MAPK最初由于不同的研究目的而被发现,因而它们各自还有着其它一些名称。如p42mapk也称为微管相关蛋白激酶(microtubule-associated protein-2 kinase,MAP-2k)及细胞外信号调节的激酶2(extracellular signal-regulated kinase2,ERK2)等。

属于src家族的蛋白酪氨酸激酶是一组膜结合蛋白,包括p60arc、p56lck、p59fyn、p59yes、(p62ues)、p56lyn、p59hck、p55fgr和p55blk等成员。但由于src家族PTKs缺乏胞外及跨膜序列,因此这些src家族PTKs通过其N末端与细胞膜表面蛋白的胞浆内结构域相连接,从而发挥信号转导作用(表8-2)。已证实p56lck参加CD4和CD8介导的信号传递;p59fyn参加TCR/CD3复合体介导的信号传递;p56lyn参加B细胞受体(BCR)介导的信号传递。经TCR途径T细胞活化后最早生化事件是几种内源性底物酪氨酸磷酸化水平的升高。这种酪氨酸磷酸化可能由p56kk或一个与PTK相关的称为p59fyn所介导。p59fyn主要表达于T淋巴中,发挥某些独特的调节功能。然而,还有一些调节功能更为广泛的PTKs表达于包括T细胞在内的多种细胞类型中,包括:(1)最初从小鼠脾细胞中发现的tk1蛋白产物;(2)在T细胞有丝分裂中数量可见增加并同T细胞瘤的发生有关的p34pim;(3)表达于T细胞中c-abl、ltk、c-kit和其它原癌基因蛋白产物。这些PTKs的确切功能还不清楚。

2.Tyrosine kinases are a subclass of protein kinase, see there for the principles of protein phosphorylation

3.A tyrosine kinase is an enzyme that can transfer a phosphate group from ATP to a tyrosine residue in a protein. Tyrosine kinases are a subgroup of the larger class of protein kinases. Phosphorylation of proteins by kinases is an important mechanism in signal transduction for regulation of enzyme activity.

4.There are over 100 3D structures of tyrosine kinases available at the Protein Data Bank. An example is PDB 1IRK, the crystal structure of the tyrosine kinase domain of the human insulin receptor.

5.Most tyrosine kinases have an associated protein tyrosine phosphatase

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