医学毕业论文粘附斑激酶信号转导与串话研究进展

XX大学 毕业论文 粘附斑激酶信号转导与串话研究进展 2014年6月25日 粘附斑激酶信号转导与串话研究进展 【关键词】 粘附斑激酶 ［关键词］粘附斑激酶；信号转导；串话 Progress in research on focal adhesion kinase signal transduction and crosstalk 粘附斑激酶（focal adhesion kinase, FAK）是细胞质中的非受体酪氨酸蛋白 激酶，分子量125 kD,缺乏跨膜区［1］,但包含SH2和SH3结合序列。它包含 6 个可以被磷酸化的酪氨酸，即 Tyr397、Tyr407、Tyr576、Tyr577、Tyr861、Tyr925。 氨基端Tyr397是主要的自主磷酸化部位，可与Src家族（Src、Yes Fyn等）的 SH2结构域结合；在激酶区的活化环内Tyr576和Tyr577是Src家族激酶磷酸化 的主要部位［2］,其次是哉基端的Tyr861和Tyr925, Tyr861磷酸化可参与纤维 原细胞中Ras信号通路［3］, Tyr925磷酸化可参与磷酸二酯酶alpha/ATX调控髓 鞘形成过程［4］。 整合素、生长因子、机械刺激（牵拉）、高渗压等因素可激活FAK［5, 6］, 诱导Tyr397和Tyr577快速磷酸化。当整合素与细胞外基质成分结合时，其。亚 基胞内结构域与FAK氨基端结合，哉基端FAK与粘附斑趋近，激酶结构域处于 活化状态,短暂的FAK分子二聚作用导致Tyr397分子间磷酸化［7］,并且,Tyr861 高度磷酸化，可能促进Tyr397磷酸化［8］, Tyr397自主磷酸化而产生Src家族 激酶结合的高亲和力位点，形成FAKSrc信号转导复合物。Src哉基端的调节性 酪氨酸被FAK的Tyr397取代，而被激活；活化的Src催化FAK其他酪氨酸尤其 是Tyr576和Tyr577磷酸化位点，使FAK完全活化［2］。 FAK可以促进细胞迁移、生长、存活，在保护细胞防止高渗压中发挥重要 作用；它可以抑制由H2O2、etposide、辐射等引起的细胞凋亡，减缓细胞退变与 死亡的过程，其抗凋亡通路可能与其下游Cas、磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidyl inositol3 kinase, PI3K、细胞外信号调节激酶extracellular signalregulated kinase, ERK /丝裂原激活的蛋白激酶mitogenactivated protein kinase, MAPK磷酸化 有关［9］。但在组织入侵、转移过程中，FAK过度表达又与肿瘤发展直接相关 ［10］。因此，研究FAK的信号转导，有目的地调控其功能有着重要的临床应用 价值。目前研究较多的下游信号转导通路有3条。 1 FAKMAPK 通路 Ras是由一条多肽链组成的胞浆蛋白，由原癌基因ras编码而得名，具有 鸟昔酸结合活性，介导生长因子依赖的细胞存活的信号转导通路。MAPK属于 丝氨酸/苏氨酸Ser/Thr蛋白激酶，在细胞周期调控中发挥重要作用，目前 p38MAPK、p42MAPK、p44MAPK、p54MAPK 被纯化。 FAKMAPK通路包括两方面一是通过Crk激活RasMAPK途径［2］。 FAKSrc复合后，磷酸化的Cas与吻蛋白paxillin结合，产生其他含SH2结构 域蛋白如接头蛋白Crk CT 1 Oregulated kinase的结合部位，Crk的SH3区再与 C3G结合。C3G是公认的Ras的鸟昔酸交换因子，即促进GDP由Ras脱落，使 Ras转变成GTP结合状态而活化，最终通过Rho家族GTP酶调节细胞运动。二 是通过Grb2激活RasMAPK途径。FAKSrc复合导致FAK的Tyr925磷酸化，为 另一种接头蛋白Grb2提供结合位点。Grb2的SH3可与另外一种Ras的鸟昔酸 交换因子 SOS son of senvenless结合。 活化的Ras可进一步活化Raf蛋白，后者可激活MAPK系统。FAKRasERK 通路在胶原依赖性造骨细胞分化中被激活［11］。机械压力激活p38MAPK,通过 心肌细胞中整合素FAKSrcRas途径诱导心肌肥大［12］。 2 FAKPI3K 通路 PI3K是由含有2个SH2区的p85调节亚单位和pl 10催化亚单位组成的异 源二聚体，目前发现5种其调节亚单位异构体，即p85a、p850、p55a、p55y和 p50a,它们的序列具有高度同源性［13］oFAK与PI3K结合是通过FAK的Tyr397 直接与PI3K的p85亚基的SH2结构域连接而实现的［2］。在Ras的参与下,PI3K 被激活，使特定磷脂酰肌醇肌醇环第3位磷酸化，调节磷脂酰肌醇的产生，后者 激活下游信号蛋白，进而通过蛋白激酶B protein kinase B, PKB成员AKT磷 酸化一系列下游分子，发挥生物学效应。研究发现，在血小板衍生生长因子 plateletderived growth factor, PDGF激活的信号通路中，PI3K 上游是 FAK Tyr397磷酸化，而ERK上游是FAK Ser910磷酸化［14］。有报道，整合素pl 亚基可直接激活PI3K,而不依赖FAK ［15］o 3 FAKSTAT1 通路 信号转导蛋白和转录激活剂signal transducer and activator of transcription, STAT的分子量约84-113 kD,含一个SH2结构域和一个SH3结构域，并含有 DNA结合域；多位于细胞质中，是多种蛋白酪氨酸激酶protein tyrosine kinase, PTK的共同底物，是细胞活化过程中潜在的转录因子。信号转导通路中激活的 激酶使得STAT蛋白分子中的酪氨酸磷酸化，STAT蛋白上SH2的功能域与磷酸 化的酪氨酸相互作用，然后通过两个同源或者异源STAT分子中磷酸化酪氨酸与 彼此间的SH2相互作用，形成同源或异源的STAT二聚体。它进入细胞核并与 基因调控元件结合而激活转录。STAT1可与FAK直接结合并发生酪氨酸磷酸化 而被激活，这种结合具有STAT1特异性STAT2和STAT3不具有此特性，并 且依赖于FAK的哉基端结构域［2］。STAT1激活后将导致细胞粘附下降和迁移 增强。 4 FAK信号通路的“串话” 信号传递呈现网络化，因此会存在“串话crosstalk”。研究发现，整合素诱 导产生氧化还原信号氧化小分子磷酸酶，从而防止酶脱磷酸，保持FAK活跃。 酪氨酸磷酸酶对氧很敏感，因此，蛋白酪氨酸酶氧化抑制剂能够通过细胞粘附促 进FAK磷酸化反应和信号逆流。反之，FAK磷酸化、MAPK磷酸化、Src磷酸 化、局部粘附形成等都可被氧化还原信号抑制剂明显削弱［16］。可见，FAK与 氧化还原信号间存在“串话”。另外，FAK与吻蛋白在细胞基质，细胞间粘附中存 在“串话”，某些条件下，它们抑制细胞迁移［17］。 5 FAK抑制剂 目前国内外研究思路主要是截断FAK,观察其对上游和下游通路及信号分 子的影响，进一步了解其生物