уср 4

Протеинкиназы А (PKA) и С (PKC) играют ключевые роли в передаче сигналов внутри клетки, регулируя множество клеточных процессов.

Протеинкиназа А (PKA) активируется циклическим аденозинмонофосфатом (цАМФ). Когда уровень цАМФ повышается, он связывается с регуляторными субъединицами PKA, вызывая их диссоциацию и активацию каталитических субъединиц. Активированная PKA фосфорилирует различные белки, что приводит к изменениям в их активности, локализации и взаимодействиях. Это важно для регуляции метаболизма, генной экспрессии и других клеточных функций¹.

Протеинкиназа С (PKC) активируется диацилглицерином (DAG) и ионами кальция. PKC существует в нескольких изоформах, каждая из которых имеет свои специфические функции и механизмы активации. Активированная PKC фосфорилирует множество белков, участвующих в регуляции клеточного роста, дифференцировки, апоптоза и других процессов. PKC играет важную роль в передаче сигналов, связанных с рецепторами, активируемыми лигандами, такими как гормоны и нейротрансмиттеры.

Положительная регуляция .

Описание и клонирование большинства фосфатаз связано с исследованием клеток крови, поскольку систематика их поверхностных молекул была разработана значительно раньше, чем, например, стало ясно, что такая молекула как CD-45 является фосфатазой. Обычно активация ТСR (Т-клеточного рецептора) приводит к активации растворимой тирозинпротеинкиназы Lck. Однако было замечено, что если в клетках отсутствует активная фосфатаза CD-45, то и протеинкиназа Lck остается неактивной и фосфорилирования по тирозину не происходит. Рассмотрим на примере CD-45 роль фосфорилирования и дефосфорилирования одного и того же белка в цепи усиления сигнала.

Для активации ТСR, которая происходит в результате автофосфорилирования Y394, необходимо изменить конформацию домена, содержащего этот тирозиновый остаток. В этом изменении конформации и участвует фосфатаза CD-45. Оно происходит следующим образом: неизвестный агонист разделяет исходно димерный белок (фосфатазу CD-45) и ее мономер дефосфорилирует остаток Y505 протеинкиназы Lck в составе Т-клеточного рецептора. В результате дефосфорилирования участок, содержащий Y505, отходит от ингибировавшего его участка с SH2 доменом.

Примыкающий к нему киназный домен автофосфорилирует Y394. После этого киназа способна фосфорилировать другие субстраты.

SHP-2 (фосфатаза-2, гомологичная Src, изначально названная SH-PТР2 или Syp) широко распространена в тканях. Важность фосфатаз этого класса ясна из того, что разрушение гена, кодирующего SHP-2, вызывает раннюю смерть мышиных эмбрионов. Достаточно давно получены результаты, указывающие на возможную роль SHP-2 в клеточной сигнализации. Во-первых, гомологичный ген найден в дрозофиле, этот ген, ответственный за мутацию Corkscrew и кодируюет тирозиновую фосфатазу Csw. Эта фосфатаза участвует в активации серин/треониновой киназы Draf (эквивалентна Raf у млекопитающих) и это предполагает, что фосфатаза обеспечивает передачу положительного сигнала при активации рецепторной тирозиновой киназы.

Отрицательная регуляция

В качестве примера рассмотрим фосфатазы МКР-1. Фосфатаза МАР-киназы (MKP-1) является продуктом одного из “ранних” генов (экспрессия таких генов достигает максимума в течение первых минут после добавления ростовых факторов и затем падает). Добавление сыворотки (содержащей ростовые факторы) к покоящимся клеткам приводит к быстрому фосфорилированию и активации МАР-киназы (другое название этой киназы – ERK). Процесс непродолжительный, но достаточный для индукции транскрипции ранних генов и вхождения в фазу G1 клеточного цикла. Активность фосфатазы двойной специфичности регистрируется в течение 20 мин, что совпадает по времени с дефосфорилированием и деактивацией МАР-киназы. Т.о. МКР-1 является негативным регулятором МАР-киназы, прерывающим сигнал от фактора роста (рис. 8.3) и, таким образом, экспрессию своего собственного гена. К тому же МКР-1 является субстратом МАР-киназы, которая и переводит ее в активное состояние. Помимо активации, фосфорилирование делает МКР-1 менее чувствительной к протеолизу, что позволяет ей сохраняться до тех пор, пока сохраняется активная (фосфорилированная) МАР-киназа