Описано раніше невідомий шлях активації онкогена Ras

Комп'ютерна модель моноубіквітинільованого протеїну Ras

Комп’ютерна модель моноубіквітинільованого протеїну Ras. В центрі малюнку – ковалентний зв’язок між залишком лізину в 147-му положенні Ras та залишком гліцину молекули убіквітину

Спільні дослідження проведені University of North Carolina Lineberger Comprehensive Cancer Center та Harvard виявили ще один шлях активації протоонкогену К-Ras (одного з трьох членів родини малих ГТФаз Ras, що також включає H-Ras та N-Ras). На цей раз йдеться не про мутації, що призводять до змін в структурі протеїну, а про посттрансляційну модифікацію – моноубіквітинування. Така модифікація перешкоджає взаємодії Ras із протеїном активатором ГТФази (GAP), що з рештою призводить до того, що Ras не гідролізує ГТФ і не виходить з активного стану (той самий механізм лежить в основі онкогенезу при мутації Ras).

Малі ГТФази посідають чільне місце в процесах росту та диференціації клітин. Ras постійно циркулює між неактивною формою, зв’язаною із GDP, і активною формою, зв’язаною із GTP. Конформаційні зміни, що відбуваються через заміну GDP на GTP та гідроліз GTP до GDP, головним чином стосуються положень 30 – 37 («перемикач І») та 60 – 76 («перемикач ІІ»), і зміни топології в цих ділянках протеїну визначають специфічність зв’язування Ras із його регуляторами та ефекторами. Ефекторні білки, що ініціюють активаторні каскади, контрольовані Ras, із більшою афінністю розпізнають Ras-GTP, ніж Ras-GDP. Сам по собі Ras володіє слабкою ГТФазною активністю і потребує білок-партнер – GTPase-activating protein (GAP) – для здійснення згаданого каталітичного акту і переходу до неактивного Ras-GDP стану. Надалі, взаємодіючи із Guanine nucleotide exchange factors (GEFs), Ras знову входить в активний стан, отримуючи «свіжу» молекулу ГТФ.

Дослідження засвідчують, що моноубіквітинування K-Ras по 147 положенню може перетворити останній на онкоген, і навпаки, мутанти K-RasK147L не можуть бути моноубіквітиновані і тому не здатні спровокувати трансформацію NIH 3T3 мишачих фібробластів. Застосування ядерного магнітного резонансу дозволило встановити, що у разі моноубіквітинування K-Ras по 147 положенню жодним чином не впливає на внутрішні біохімічні властивості протеїну, натомість сильно знижує його здатність взаємодіяти із GAP. Це веде до зменшення здатності K-Ras гідролізувати ГТФ та до накопичення активної K-Ras-GTP форми прото-онкогену. Причому критичним є саме 147 положення – модифікація залишків лізину, що знаходяться поблизу, такого ефекту не справляє.

Посилання

ScienceDaily

Advertisements

В лімфоцитах-кіллерах знайдено «непотрібний» ген, який заважає їхній протипухлинній активності

Функція ItpkB в каскаді активації натурального кіллера

Функція ItpkB в каскаді активації натурального кіллера

Вчені з The Scripps Research Institute (TRSI) знайшли механізми за яким відбувається самолімітування активності натуральних кіллерів. Ймовірно, знявши цей запобіжник, вдасться перетворювати НК клітини пацієнта, хворого на рак, на потужну зброю проти неопластичних клітин. Дозрівання та активність натуральних кіллерів залежиться в першу чергу від активації мембранних рецепторів та ефективності проведення сигналу каскадами, що протікають в цитоплазмі. У випадку НК клітин йдеться про інваріантний Т-клітинний рецептор натурального кіллера та про рецептор FcγRIIIa/b, чия дія реалізується головно через фосфоінозитол-3-кіназу (РІ3К) та фосфоліпазу С-гамма. Обидва ці ензими модифікують мембранний ліпід – фосфоінозитол: перший перетворює його на інозитол-(3,4,5)-трифосфат, який залишається мембранозв’язаним і виступає центром збірки сигнальних протеїнів із доменом плекстринової гомології (РН), а другий продукує інозитол-(1,4,5)-трифосфат, який є розчинним клітинним месенджнром і головно призводить до вивільнення кальцію з ендоплазматичного ретикулуму, що необхідно для екзоцитозу активних речовин (медіаторів запалення, інтерферону, поринів та гранзимів). Шлях фосфоінозитолу-3-кінази йде через серин-треонінову кіназу Akt (також відому як протеїнкіназа В), яка ініціює каскад реакцій, що з рештою призводять до синтезу та вивільненню протипухлинного цитокіну інтерферону гамма НК клітинами.

Групі TRSI вдалося виявити, що НК клітини мають додаткову ізоформу фосфоінозитол-3-кінази – IP3 3-kinase B (IP3 3-KB, ItpkB), яка перетворює фосфоінозитол в inositol(1,3,4,5)tetrakisphosphate (IP4). Дана речовина є антагоністом активуючих фосфорильованих форм інозитолу, зокрема справляють інгібіторну дію на РІ3К та Akt. Незважаючи на це, ензим ItpkB є конче необхідним для нормального дозрівання, диференціації натуральних кіллерів, а також для корекції їхньої активності. З цієї причини використання фармакологічних інгібіторів ItpkB навряд чи можна вважати гарним методом посилення протипухлинної активності натуральних кіллерів. Замість цього можна отримати зворотний ефект – відсутність зрілих НК внаслідок дефекту їх диференціювання і, навпаки, гіперактивація зрілих НК в інших локалізаціях, не пов’язаних із пухлиною, і розвиток автоімунних реакцій. Ідея полягає у тому, щоб застосовувати фармакологічні інгібітори ItpkB для гіперактивації порції зрілих НК клітин, виділених від хворого на рак, ex vivo та імплантувати їх в лоно пухлини. Для отримання більш довготривалого й ефективного стримування експресії  ItpkB  можливо застосувати генний нокаут щодо виділених НК-клітин. Лабораторні дослідження на мишах показали, що ItpkB -/-  НК клітини мають набагато вищі рівні продукції інтерферону гама та активніше здійснюють цитотоксичний вплив на злоякісні клітини.

Посилання:

ScienceDaily

 

 

 

blood publication