[albert52]

Продолжим о каркасных белках

В пути ERK различная кинетика активации может определять разные клеточные судьбы. Эта кинетическая информация расшифровывается в дифференциальные биохимические реакции посредством дифференциальной стабилизации или активации факторов транскрипции или сборки различных белковых комплексов. Но в целом передача сигнала требует координации действий между различными путями и фундаментальный вопрос заключается в том, как сигнальные сети генерируют конкретные решения.

Сигнальный путь Hippo включает многочисленные белки, которые регулируют размер и форму органов, регенерацию и биологию стволовых клеток. Путь Hippo отвечает на несколько стимулов, таких как стресс, нарушение полярности клеток и сигналы адгезии, и участвует в онкогенезе. Основными компонентами этого каскада являются модуль киназы и модуль транскрипции.

Центральные компоненты пути Hippo включают основную киназную кассету, состоящую из Ste20-подобной киназы 1/2 млекопитающих (MST1/2) и большой киназы-супрессора опухолей 1/2 (LATS1/2); и нижележащие транскрипционные коактиваторы Yes-associated protein (YAP) и коактиватор с PDZ-связывающим доменом (TAZ). MST1/2 фосфорилирует и активирует LATS1/2, который впоследствии фосфорилирует YAP и TAZ. Функциональная активность фосфорилированных YAP и TAZ ингибируется путем секвестрации в цитоплазме белками 14-3-3 и/или протеасомной деградации. Также семейство белков ангиомотина (AMOT) связывается с YAP и способствует его удержанию в цитоплазме.

Когда путь Hippo отключен, нефосфорилированный YAP перемещается в ядро ​​и действует как коактиватор факторов транскрипции. YAP в основном взаимодействует и регулирует ассоциированный домен факторов транскрипции TEAD 1/2/3/4, чтобы индуцировать транскрипцию набора генов, которые способствуют пролиферации клеток и ингибируют апоптоз.

Путь Hippo содержит два каркасных белка, SAV1 (сальвадор белок 1), содержащий домен WW семейства, и активатор киназы MOB 1 (MOB1), которые образуют основной киназный комплекс, ингибирующий YAP, первичный эффектор пути. В н***агоприятных условиях роста MST1/2 связывается с SAV1 и MOB1, фосфорилируя их, образуя комплекс SAV1–MST1/2–MOB1. В дополнение к своей роли каркаса для MST1/2, SAV1 рекрутирует MST1/2 на мембрану, где он активирует LATS1/2, и для этой регуляции необходимо взаимодействие SAV1- NF2 (нейрофиброматоз II типа). Mob1, будучи фосфорилированным с помощью MST1 / 2, связывается с аутоингибирующим мотивом в Lats1 / 2, выключая его, что, в свою очередь, приводит к образованию петли активации Lats.

Еще один каркасный белок CORO7 локализуется в цитозоле и сети транс-Гольджи, где он регулирует организацию актинового цитоскелета, морфологию Гольджи и транспортировку белков после Гольджи. Повреждение актинового цитоскелета активирует путь Hippo через фосфорилирование LATS1/2 при содействии CORO7, который действует как каркас для LATS1, помогая ему взаимодействовать с SAV1 и MST2. При этом CORO7 может играть защитную роль для LATS1 с точки зрения стабильности белка.

В целом CORO7 взаимодействует с подмножеством компонентов пути Hippo, включая LATS1, MST2 и SAV1, при этом SAV1 может опосредовать связывание MST2 с CORO7. Тирозинкиназа Src ингибирует путь Hippo посредством фосфорилирования CORO7 по остаткам тирозина, т.е. является вышестоящим регулятором CORO7, который является критическим каркасным белком в пути Hippo. При этом Src активируется за счет адгезии клеток к внеклеточному матриксу, который, как известно, служит восходящим сигналом, ингибирующим путь Hippo.

IQGAP1 является каркасом в нескольких сигнальных каскадах, которые интегрируются с передачей сигналов Hippo. Например, IQGAP1 связывается с AKT и модулирует его активность: AKT фосфорилирует YAP по Ser 127 и индуцирует его взаимодействие с 14-3-3 в клетках, стимулированных EGF. Следовательно, IQGAP1 может регулировать зависимую от фосфорилирования локализацию YAP в ответ на специфические сигналы, такие как EGF-индуцированная активация AKT.

Путь Hippo т.о. не функционирует изолированно, а тесно интегрирован с путями Raf/MEK/ERK (кратко путь ERK) и Akt на разных уровнях их перекрестных связей. Первый уровень перекрестных связей проходит через Akt, который фосфорилирует MST2 и одновременно ингибирует его функциональную активность по отношению к LAST1, так как Akt-опосредованное фосфорилирование MST2 усиливает его связывание с Raf-1, что препятствует димеризации и активации MST2, и в то же время подавляет активацию Raf-1/ERK, изолируя Raf-1 от комплекса Ras/Raf-1.
Следующим уровнем перекрестных связей является LATS1-опосредованное фосфорилирование Raf-1 по серину 259, который затем неактивен по отношению к пути ERK, а его дефосфорилирование является центральной частью физиологического процесса активации Raf-1. С другой стороны, фосфорилирование Serine 259 способствует связыванию Raf-1 с MST2 и его ингибированию.

Akt в целом может играть противоположные роли в регуляции активности ERK, которые переключаются дозозависимым образом: Akt действует как промотор, когда его уровни низкие, и как ингибитор, когда его уровни высоки. Так, увеличение Akt, начиная с низкого уровня, фосфорилирует и ингибирует MST2, тем самым осла***я отрицательную обратную связь LATS1-Raf-1, что приводит к повышению активности Raf-1/ERK (фаза I). Однако дальнейшее увеличение Akt способствует накоплению неактивной формы MST2, которая изолирует Raf-1 от активации Ras посредством образования комплексов MST2-Raf-1, что приводит к подавлению активности ERK.

Клетки различного тканевого происхождения (или от разных пациентов) могут демонстрировать значительные различия в экспрессии компонентов этой сигнальной сети. Также очевидно, что уровни экспрессии белка могут значительно изменяться в клетках, несущих генетические изменения, такие как амплификация генов, мутации или эпигенетические модификации, по сравнению с нормальными клетками. Давно известно, что петли обратной связи создают динамику сложных и нелинейных систем.

Ожидается, что перекрестные связи и взаимодействия обратной связи между путями MST2 и ERK будут играть важную роль в определении динамического поведения всей сети. В целом сеть Hippo-ERK может генерировать очень разнообразные динамические профили, которые можно сгруппировать в несколько различных моделей доза-реакция для активных MST2 и ERK .