5.4.3. МАР киназы
     Митоген активированные белки или МАР киназы играют важную роль в клеточных 
ответах, включая пролиферацию, генную экспрессию, ответ на гипертермию, УФ-излучение, 
повышение осмомолярности и т.д. МАР киназы являются серин/треонин киназами. 
Классические МАР киназы проходят в ядро где фосфорилируют свои мишени - факторы 
транскрипции. Альтернативеым путем является фосфорилирование цитоплазматических 
факторов. У дрожжей имеется четыре МАР киназных пути, которые функционально не зависят 
и регулируются разными каскадами киназ. Каждый из них регулируется уникальной киназой 
МАР киназы (МКК или МЕК). Кроме того, существуют и киназы киназы МАР киназы МЕКК. 
     МАР киназы разделены на три подсемейства:
     1. Внеклеточные сигнал регулируемые киназы ERK - осуществляют передачу сигнала 
внутрь клетки.
     2. Стресс-активируемые протеин киназы или c-Jun NH2 терминальные киназы SAPK/JNK.
     3.   р38 киназа -  играет критическую роль в воспалительном ответе.
     МАР киназы активируют работу многих генов, включая клеточный рост и 
дифференцировку. ERKs фосфорилируют и регулируют активность определенных ферментов, 
включая фосфолипазу A2 и р90 и ядерных факторов р62FCF и Elk-1, контролирующего 
несколько генов, включая c-fos. Белки JNKs фосфорилируют аминотерминальный 
трансактивированный домен c-Jun и ATF2. Они активируются различными стимулами, 
отличными от ERKs сигналов: тепловой шок, повышение осмомолярности, УФ-излучение. JNKs 
также могут активироваться агентами, взаимодействующими с рецепторами на клеточной 
поверхности: ФНОа, интерлейкин-1 или EGF. Более того, существуют доказательства того, 
что в то время как Ras контролирует активацию ERKs, члены Rho семейства (небольшие GTP-
связывающие белки) - Rac1 и Cdc42 регулируют активность JNKs.
     Свойством Ras/MAPK пути является то, что они активируются под действием различных 
сигналов, но результат может быть различным. Когда клетки РС12 обрабатывали NGF 
(фактором роста нервов), то они дифференцировались, становились нейроноподобными и 
останавливали деление. После обработки EGF они получали сигнал для продолжения 
пролиферации. В обоих случаях в сигнальную трансдукцию вовлечены ERK MAPK. Различия, 
которые наблюдались в результате, можно объяснить еще не открытыми сигнальными путями. 
Однако основным различием является то, что NGF вызывает пролонгированное повышение Ras-
GTP, тогда как EGF стимулирует только транзитный эффект. Но все же главная роль 
принадлежит ERK-MAPK мутации, при которой конститутивно активированные MEK вызывают 
дифференцировку клеток РС12.
     В последние годы был достигнут значительный прогресс в исследовании сигнальной 
трансдукции при развитии, где объектом исследования служили нематоды С.elegans и 
дрозофила. Для анализа формирования вульвы C.elegans и фоторецепторных клеток глаз 
дрозофилы была использована комбинация биохимических и генетических методов. Эти 
системы были изучены так подробно, что считалось, что больше в них нельзя обнаружить 
ничего нового. Но в 1995 была открыта система KSR-1. Потеря функции Ras или другого 
компонента вызывает потерю вульвы при формировании гермафродитных червей, тогда как 
увеличение функции приводит к формированию избыточных вульв (мультивульварный фенотип). 
Этот Ras путь не единственный, но малейшие его нарушения меняют развитие вульвы. Найден 
новый белок - супрессор KSR-1, который действует параллельно или ниже. KSR (киназный 
супрессор Ras) - новая протеин киназа, необходимая для Ras сигнальной трансдукции. У 
дрозофилы обнаружено два гена, чьи продукты необходимы для активации Ras в сигнал с 
нормальной эффективностью. Первый кодирует бетта-субъединицу геранил- трансферазы типа 
I в плазматической мембране. Деффект в этом гене блокирует Ras-изопренизацию. Второй 
ген кодирует протеинкиназу, которую назвали киназный супрессор Ras (KSR). Она 
функционирует во многих рецепторных тирозин киназных путях. KSR был обнаружен и у 
млекопитающих. 
     Основные пути сигнальной трансдукции у разных организмов представлены в табл. 8







C.elegans


Drosophila


Млекопитающие





лиганд-->
рецептор лиганда


Lin15 Lin3-->
let23???


boss-->
sevenless


EGF-->
EGFR





адаптор-->
???? фактор


let23-->?


DRK-->SOS


GRb-2-->SOS





GAP


let60-->


Ras1-->


Ras-->





MAPKK-->
MAPK


lin-45-->
Sur1 Mpn1


D-Raf-->
Rolled


Raf-->
Erk




     На их регуляцию могут влиять непосредственно вирусные онкогены, такие как v-rel. 
Его продукт идентифицирован как высоко онкогенный белок, вызывающий ретикулоэндотелиоз 
у индюков.р50 и c-rel имеют 60% гомологии.
     NF-kB - один из плейотропных факторов транскрипции - генеральный вторичный 
мессенджер. Его активируют многие стимулы. Как же действует v-rel? По одной из гипотез 
v-rel формирует димер с клеточным аналогом c-rel. Этот димер неактивен, что 
предотвращает NF-kB или другие ФТ от функционирования. V-rel - исключительно ядерный 
белок, так как он потерял участок, необходимый для его транспорта в цитоплазму.
    AP1 отвечает на промоторы ТРА. АР1-связывающий сайт индуцируется ТРА в гене-мишени. 
Канонический AP1 - димер c-Jun и c-Fos. Мутации в них понижают ДНК связывающую 
активность и понижают онкогенный потенциал.
	
     
5.5. Оксидативный стресс

     Генерация кислородных радикалов (ROS) изучена слабо за исключением некоторых 
специализированных клеток. В фагоцитах под действием различных факторов активируется 
НАДФН-оксидазный комплекс, состоящий из четырех белков. Этот комплекс ответственен за 
перенос электронов с НАДФН на O2 c последующей генерацией супероксиданиона О2-, который 
спонтанно или ферментативно дисмутирует в Н2О2. В нейтрофилах активность НАДФН-
оксидазного комплекса регулируется G-белком (GTP связывающим белком) Rac2, а в 
макрофагах - Rac1. Таким образом, Rac белки регулируют уровень активных форм кислорода 
(ROS) в клетке. Генерация ROS играет существенную роль в стимуляции факторов роста и 
цитокинов. Перекись водорода может участвовать в сигнальной трансдукции. Она активирует 
МАРК и c-Jun- стресс-активируемую протеин киназу (JNK/SAPK), а МАРК регулируется Ras 
белками. Rac1 регулирует JNK/SAPK.
      Принято считать, что эффекты ROS осуществляются посредством ковалентной 
модификации сульфгидрильных остатков критических белков. Если это так, то спектр их 
регуляторной деятельности широк: от активации тирозиновых фосфатаз до ФТ.
     Существует два пути действия ROS:
   1.	Модификация функции белка через фосфорилирование тирозиновых остатков
   2.	Модификация функции белка окислительно-восстановительными реакциями цистеиновых 
        остатков

 
5.6. Теломераза

      Теломераза представляет собой рибонуклеопротеин, который синтезирует GC-богатые 
теломерные повторы (TTAGGC) на концах хромосом. Она компенсирует постепенное укорочение 
5'концов линейной молекулы ДНК при репликации. Укорочение происходит из-за того, что 
РНК-затравку на 5' конце невозможно заменить на ДНК, так как ДНКполимераза обладает 
лишь 5'>3' полимеразной активностью. Таким образом, теломераза вносит вклад в 
стабильность хромосом. Было предположено, что укорочение теломер может лежать в основе 
работы митотических часов, которые регулируют лимит нормальных клеточных делений и 
старение. Реактивация теломеразы может быть критической для пролиферации опухоли, 
позволяющая клеткам избежать старения.
     Современная модель клеточного старения предполагает, что теломеры соматических 
клеток укорачиваются до тех пор, пока они достигнут стадии М1, в которой длина теломеры 
препятствует дальнейшему клеточному делению, а теломераза больше не активна. 
Митотическое старение во многих клетках опосредована р53 и Rb генами. Когда пройден М1 
барьер, дальнейшая пролиферация приводит к укорочению хромосом, что в конце концов 
приводит к хромосомной нестабильности, р53-зависимой остановке клеточного цикла и 
клеточной смерти (М2).

Назад

Далее