Неактивный Ras

Активация рецептора

Факторы роста

00

А — рецептор неактивен (ростовые факторы отсутствуют). Б — активация ре­цепторов ростовыми факторами и начальные этапы передачи митогенного сиг­нала. Grb2 связывается с активированным (димеризованным) рецептором по­средством SH2 домена и с Sos — посредством домена SH3. Ассоциированный с рецептором Sos инициирует замену GDP на GTP в их комплексе с Ras, запус­кая тем самым каскад серин-треониновых киназ, которые проводят сигнал далее к ядру. GAP — GTPase activating protein.

МАР-киназный каскад. Ras контролирует МАР-киназный (mitogen activated protein) каскад, т.е. каскад реакций фосфо­рилирования, возникающий как следствие митогенной акти­вации клетки (рис. 4.7).

Как конечное следствие стимуляции Ras повышается активность двух цитоплазматических серин/треониновых МАР-киназ (известных также как ERK1 и ERK2 — extracel­lular signal-regulated protein kinases 1 and 2), которые переме­щаются в ядро клетки, где фосфорилируют ключевые факто­ры транскрипции. Активность этих киназ в свою очередь ин­дуцируется двумя согласованными событиями — фосфори-лированием входящих в их состав остатков треонина и ти­розина посредством МАРКК (MAP kinase kinase — киназа MAP киназы) — фермента, обладающего двойной специфич­ностью. МАРКК в свою очередь — субстрат фосфорилир­ования ферментом МАРККК (MAP kinase kinase kinase), об­ладающей серин/треонинкиназной активностью. Эту по­следнюю функцию могут выполнять несколько ферментов, в том числе белок — продукт протоонкогена Raf, который дав­но известен тем, что, будучи определенным образом моди­фицирован, способен вызывать опухолевую трансформацию клетки.

Интересен путь от активированного Ras до МАР-киназно­го каскада (точнее до МАРККК). Он в некотором смысле уни­

кален, поскольку Ras не является киназой и проявляет только ГТФазную активность (рис. 4.8).

_{! *}

I I ядро

Оказалось, что активный Ras (т.е. Ras-GTP) может физи­чески взаимодействовать с N-концевым доменом Raf и рекру­тировать его в комплекс, локализованный в плазматической мембране. В этом, по-видимому, и заключается механизм ак­тивации Raf, где белку Ras отводится лишь роль «проводни­ка», надобность в котором отпадает сразу же после фиксации МАРККК в плазматической мембране. Это последнее собы­тие, по-видимому, запускает «нижележащий» киназный кас­кад, хотя, возможно, для этого необходим дополнительный стимул в виде фосфорилирования Raf.

Возникает вопрос: почему в активации Raf принимает участие не киназа, как на всех остальных этапах, а ГТФаза, ка­ковой является Ras? Возможно, все дело в кардинальном раз­личии индуцируемых этими ферментами белковых модифика­ций. Если киназа действует как молекулярный выключатель по принципу «да-нет» (on-off switch), то ГТФазу можно уподо­бить реостату, способному варьировать эффект количествен­но. Именно количественными различиями в Ras-опосредован-ной активации МАР-киназного пути можно объяснить тот па­радоксальный, на первый взгляд, факт, что сигналы, проходя-

Схема 4.1. Трехкиназный каскад