Week 4 HC 1: Principes van signaaltransductie 1 Flashcards
Productie van bloedcellen
Bloedcellen ontstaan uit pluripotente stamcellen in beenmerg
Oiv hematopoëtische groeifactoren kunnen cellen prolifereren en uitrijpen
- EPO (erythropoietine) –> erythrocyten
- G-CSF –> neutrofiele granulocyten
- TPO (Thrombopoietine) –> megakaryocyten
Groeifactor –> receptor –> activatie van processen in de cel door dimeer vorming –> celdeling –> ontwikkeling tot bloedcellen
Signaaltransductie; basisprincipe en 3 hoofdgroepen membraanreceptoren
Membraanreceptor geactiveerd door groeifactoren –> in cytoplasma gaan eiwitten reactie met elkaar aan –> transcriptiefactoren in kern actief –> binden op promotor regio van DNA –> gen geactiveerd –> mRNA aangemaakt –> productie eiwit
3 Hoofdgroepen membraanreceptoren
- Ion-kanaal
- G-eiwit gekoppelde receptoren
- Enzym-gebonden receptoren
Enzym gebonden receptoren
Enkelvoudige ketens vormen oiv een ligand een dimeer
2 categorieen:
- Tyrosine kinase receptoren: enzymactiviteit zit in receptor zelf
- Non-RTK: receptor zelf geen kinase activiteit, maar zit enzymactiviteit gekoppeld (JAK tyrosine kinase) aan intracellulaire domein van de receptoren
Eiwit fosforylering en defosforylering
Alle receptoren (kinases) zorgen voor fosforylering van een tyrosine op een eiwit (tyrosine kinases)
- Activiteit bevorderd door groeifactoren
Fosfaatgroep gekoppeld aan aminozuur –> verandering eiwit –> activering van eiwit
Serine en threonine kan ook dmv serine/threonine kinase/ fosfatase
Receptoren voor bloedcelgroeifactoren
Geen intrinsieke tyrosinekinase activiteit maar activeren JAK tyrosine kinases nu bekend als Janus kinases
Activatie van JAKs vindt plaats in trans (cross-activering) na receptor-dimeervorming en conformatie verandering
JAKs fosforyleren tyrosines in receptor ketens en in signaaleiwitten, wat leidt tot verschillende cellulaire responsen
Afwijkingen in receptoreiwitten en JAKs en cytoplasmatische tyrosine kinases zijn betrokken bij verschillende bloedziekten en vormen een doelwit voor gerichte therapie
Signaaltransductie door G-CSF receptor
G-CSF receptor is transmembraanreceptor waar JAK-kinases aan kunnen binden
Zolang geen groeifactor bindt –> niet actief
G-CSF bindt –> homodimeer gevormd –> JAK kinase kunnen door dimeervorming elkaar activeren (cross activering)
Signaalmoleculen binden aan gefosforyleerde tyrosine in de receptoreiwit met hun SH2-domein –> activering zorgt voor doorgeven signaal
Rol van eiwitinteractie domeinen in signaaltransductie
Aan signaalmoleculen moet het SH2-domein zitten
- Hierin moet een tyrosine zitten, die gefosforyleerd moet worden door het JAK kinase
Signaalmoleculen binden aan gefosforyleerde tyrosines in een receptoreiwit met hun SH2-domein
Aminozuren vormen unieke code waardoor signaalmolecuul wel of niet kan binden
- SH2 domein past precies op P-Y en 3 opeenvolgende aminozuren in de receptoren
- Er is sprake van specificiteit
Rol van fosfatases bij het uitzetten van receptorsignalen
Inactivering van receptorfunctie wordt uitgevoerd door fosfatases:
- Tyrose fosfatase
- Serine/threonine fosfatase
Het gefosforyleerde tyrosine in een geactiveerde receptor vormt interactie met SH2-domein –> specifieke bindingsplaats voor fosfatase = SHP-1
SHP-1 kan specifiek aan SH2-domein binden met tyrosine –> fosfatase ontvouwt en deze activiteit deactiveert het JAK kinase
RAS: algemene info
RAS mutatie veelvoorkomend in alle soorten tumoren
Signalen van receptoren zijn niet lineair maar vormen een netwerk
- Intergratie van signalen bepaalt hoe cel reageert op extracellulaire stimulus
Geactiveerde receptoren kunnen onderling verbinden waardoor cel kan gaan delen –> dit schakel systeem speelt ook een rol in de signaaltransductie bij het oncogen RAS
RAS: activatie
RAS activatie door groeifactor receptor: Rol van Grb2 en Sos
- Sos is een guanine exchange factor (GEF)
Tyrosine kinase en cytokine receptor groeifactorreceptoren activeren RAS
Geactiveerde JAK kinase vormt een bindingsplaats voor signaaleiwitten = Grb2 –> rekruteert een enzym = Sos –> activeert inactief RAS door vervangen van GDP met GTP
RAS is belangrijk voor celdeling en overleving van cellen
SH3 domein is schakelstuk tussen SH2-domein en RAS
- Via hier komt enzymactiviteit bij RAS aan
2 mechanismen van signaaldoorgave, bij RAS
GDP wordt vervangen door GTP en RAS wordt actief
GAP
- GTPase activating protein
- Zorgt voor snellere hydrolyse door RAS zelf en uiteindelijk dus gedeactiveerd wordt
GEF
- Guanine Exchange factor
- Zorgt voor omzetten GDP naar GTP
Effect van oncogene RAS mutaties
Alle mutaties in RAS zorgen ervoor dat GAP niet kan binden waardoor RAS niet wordt uitgezet
RAS zet MAPK-cascade aan –> speelt rol bij transcriptie activatie van celcyclus
Hematologische maligniteiten veroorzaakt door storingen in receptor functie/ Tyrosine kinase activiteit
Acute lymfoblasten leukemie (ALL)
- IL-receptor
- JAK2
Acute myeloiden leukemie (AML)
- FLT3 receptor
Chronische myeloide leukemie
- Abl tyrosine kinase (BCR-ABL)
Chronische neurofielen leukemie (CNL)
- G-CSF receptor
AML mutatie; FLT3 receptor
Slechtere diagnose met mutatie ivm zonder mutatie
ITD in JM domein veroorzaakt spontane activering van FLT3 receptoreiwit –> spontane celdeling van AML cellen
CNL mutatie; G-CSF receptor
Ophoping uitgerijpte neutrofiele granulocyten
Slechte prognose
Spontane dimeervorming
JAKs actief zonder G-CSF binding
G-CSF onafhankelijke proliferatie
