蛋白酪氨酸激酶

 

第二节　蛋白酪氨酸激酶

蛋白酷氨酸激酶（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病毒的癌基因产物，也可由脊椎动物的原癌基因产。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-1receptor,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个免疫球蛋白样结构域，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。

图8-5 受体型酪氨酸激酶示意图

　　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p42 ^mapk ,p44 ^erk1 ,p54MAPK及p44 ^mpk 。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p42 ^mapk 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p60 ^arc 、p56 ^lck 、p59 ^fyn 、p59 ^yes 、(p62 ^ues )、p56 ^lyn 、p59 ^hck 、p55 ^fgr 和p55 ^blk 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p56 ^lck 参加CD4和CD8介导的信号传递；p59 ^fyn 参加TCR/CD3复合体介导的信号传递；p56 ^lyn 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p56 ^kk 或一个与PTK相关的称为p59 ^fyn 所介导。p59 ^fyn 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p34 ^pim ；（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。

表8-2 同src家族PTKs相连接的细胞表面蛋白

细胞表面蛋白 细胞类型 src家族PTK TCR-CD3 T Fyn CD2 T Fyn CD4 T Lck CD8 T Lck CD45 T Fyn、Lck BCR B Blk、Lyn(Fyn)、Lck FcγRⅢ（CD16） NK Fyn IL-2R T，NK Lck、Lyn FcεR I 肥大细胞、嗜碱性粒细胞 Yes、Lyn(src) FcεR Ⅱ（CD23） 肥大细胞、嗜碱性粒细胞 Fyn CD36 血小板 Lyn、Fyn、Yes

　　一、p56 ^lck

　　p56 ^lck 属于以p60v-src/c-src为代表的蛋白酪氨酸激酶家族成员。同这个家族的其它成员一样都具有酪氨酸激酶活性。目前发现，p56 ^lck 相对特异地存在于淋巴细胞中，尤其是成熟的静止T淋巴细胞中。p56 ^lck 可能在T细胞活化信号转导以及分化调节过程中起着重要的作用。

　　（一）p56 ^lck 结构和功能特点

　　1.p56 ^lck 的结构　p56 ^lck 是由lck基因编码的分子量为56kDa的单链分子，由509个氨基酸残基组成。在小鼠，lck基因定位于4号染色体，人lck基因定位于1号染色体的1p32-35区间。同其它具有PTK活性的生长因子受体如EGF-R和PDGF-R等比较，p56 ^lck 分了属于非受体型蛋白酪氨酸激酶，无胞膜外区，其N-端通过豆蔻酸（myristic acid）与细胞膜内侧面相连。p56 ^lck 分子结构可以分为四个功能区：（1）膜接触区，位于N-端，N-端第2位Gly能结合豆蔻酸，通过豆蔻酸与细胞膜内侧面相连；（2）底物作用区，该区的氨基酸结构不同于src家族的大部分其它成员；（3）催化区或激酶区，这一区域在氨基酸组成上与其它src家族成员高度同源；（4）调节区，位于羧基端，可能与p56 ^lck 的PTK活性的特异调节有关（图8-6）。

图8-6 p56 ^lck 分子的功能区

　　2.p56 ^lck 的功能特点　p56 ^lck 底物作用区存在几个位置尚不明确的Ser磷酸化位点；催化区Lys273是ATP结合点，Tyr394为自身磷酸化位点；调节区Tyr505是调性磷酸化位点。在静止细胞中，p56 ^lck 在Tyr505上发生磷酸化，但当细胞活化时这个残基则发生去磷酸化，随之发生激酶的活化以及Tyr394的自身磷酸化。目前研究认为，CD45通过使Tyr505去磷酸化对p56 ^lck 起正调控作用；而p50 ^csk 是使Tyr505发生磷酸化对p56 ^lck 则起负调控作用。CD45和p50 ^csk 对其它src家族PTKs也发挥着同样的调节作用。

　　（二）p56 ^lck 与CD4/CD8分子

　　1.p56 ^lck 的分布　CD4和CD8以共受体形式（coreceptor）表达于成熟的T淋巴细胞，尽管CD4和CD8跨膜分子都属于免疫球蛋白超家族，但它们之间仅存在有限的同源性。CD4和CD8分子分别与MHCⅡ类和MHc I类分子的恒定区决定簇相互作用。CD4是分子量为55-60kDa的糖蛋白，以单体形式表达。CD8是由二致辞体组成，有两种形式：一种是由两条α链（32-34kDa）组成的同源二聚体；另一种形式是由α链和β链（25-26kDa）组成的异源二聚体。CD4和CD8分子中胞浆内部分子不具有激酶功能区，因此它们与受体酪氨酸激酶如EGF-R或PDGF-R无