Некоторые стимулирующие и ингибирующие пути влияния на пролиферацию клеток с помощью активации или инактивации фосфорилирования рRb
Ростстимулирующие и ростингибирующие факторы. Механизм действия на клеточный цикл (по V. Cumar, R. S. Cotran, S. L Robbins, 1997)
Стимулируя или блокируя процесс фосфорилирования pRb, можно, соответственно, активировать или подавлять клеточный цикл
Факторы роста: эпидермальный (EGF), тромбоцитарный (PDGF) являются таковыми именно потому, что стимулируя активность сdk, усиливают процесс фосфорилирования pRb и вхождение клетки в S-фазу (I)
Ингибиторы роста: трансформирующий ростовый фактор β (TGFβ), белок р53 индуцируют синтез протеинов - cdk inhibitors (р27, р16, р21), которые, связываясь с комплексом сdk - циклин, инактивируют сdk, блокируя тем самым клеточное деление (II)
Некоторые ДНК-содержащие вирусы, например, вирус папилломы человека (HPV) несут протеины, которые альтернативно E2F cвязываются с нефосфорилированным pRb, исключая для него возможность образовывать комплексы и секвестировать E2F. В результате E2F перманентно пребывает в несвязанном состоянии, поддерживая митотический цикл (III).
Позиционные сигналы и пролиферация клеток
Размножение нормальных клеток помимо факторов роста регулируется и позиционными сигналами, опосредуемыми контактами клеток друг с другом и контактами клеток с внеклеточным матриксом. Поскольку такие контакты осуществляются при участии молекул адгезии, соответственно, кадгеринов и интегринов, последним принадлежит важная роль в регуляции клеточной пролиферации (Ю.А.Ровенский,1998; Е.Д. Свердлов, 2001).
Подобная регуляция осуществляется при участии цитоплазматических белков - катенинов (плакоглобинов), обеспечивающих связь кадгеринов с активными микрофиламентами клетки, содержащими молекулы винкулина и актина.
Наиболее изучен регуляторный механизм на примере E-кадгерин-катенинового комплекса. Посттрансляционная регуляция этого комплекса реализуется благодаря фосфорилированию β-катенина по тирозину. Присоединяясь к цитоплазматическому домену кадгеринов, β-катенин подвергается воздействию подмембранной тирозиновой протеинкиназы (ТК; рр60src), активируется и участвует в интеграции с цитоскелетными структурами контактирующих клеток.
Чем сильнее выражена экспрессия кадгеринов на клеточной мембране, тем больше связывается с их цитоплазматическим доменом молекул β-катенина, тем больше этих молекул подвергается фосфорилированию под действием протеинкиназы.
За фосфорилирование β-катенина с подмемебранными тирозинкиназами (ТК) конкурирует GSK-3 (киназа гликогенсинтазы 3 β), которая также переводит β-катенин в фосфорилированную форму.
Фосфорилированный GSK-3 β-катенин отличается нестабильностью и приобретает чувствительность к белку-супрессору АРС. Под влиянием этого белка он подвергается деградации.
Таким образом, в покоящейся клетке содержание свободного (нефосфорилированного) β-катенина лимитировано: а) его связыванием с кадгерином с последующим фосфорилированием подмембранной тирозинкиназой; б) его фосфорилированием под влиянием GSK с последующей АРС-опосредованной деградацией.
Это лимитирование может быть нарушено: а) при снижении экспрессии на клеточной поверхности кадгерина; б) при блокаде активности GSK-3; в) при мутации гена супрессорного белка АРС, делающей его неспособным к осуществлению деградации фосфорилированного β-катенина
В любом случае накопление в клетке нефосфорилированного β-катенина приводит к важным регуляторным сдвигам в отношении клеточного роста, инвазивности и направленной миграции клеток.