3 Primärwege, durch die die Signale zum Kern übertragen werden

Die drei Hauptpfade, über die die Signale an den Kern des Menschen übertragen werden, sind: 1.Ras-abhängiger Signalweg, 2. Jak / Stat-Signalweg und 3.NF-kB-Signalweg!

Signaltransduktion sind die molekularen Ereignisse, die Signale in das Zellinnere übertragen und spezifische zelluläre Reaktionen induzieren.

Die extrazelluläre Region der Kette bindet an das spezifische Cytokin und die intrazelluläre Region ist an der Signaltransduktion beteiligt. Die Heterodimer- und die Heterodimer-Cytokinrezeptoren bauen sich nicht zu einem vollständigen Rezeptorkomplex zusammen, bis das entsprechende Cytokin an die extrazellulären Regionen der Cytokinrezeptorketten bindet.

Die Bindung des Cytokins an die extrazellulären Regionen des Cytokinrezeptors führt zum Aufbau der Rezeptorketten zu einem vollständigen Rezeptorkomplex und initiiert die interzellulären Ereignisse, die für die Signaltransduktion erforderlich sind.

Ein cytoplasmatisches Enzym mit Protein-Tyrosinkinase (PTK) -Aktivität ist nicht kovalent an den cytoplasmatischen Schwanz der meisten hämatopoetischen Rezeptorketten gebunden. Das Enzym PTK phosphoryliert die Tyrosinreste in anderen Proteinen im Zytoplasma (Phosphorylierung an Tyrosin- oder Threonin- oder Serinresten ist ein üblicher Mechanismus zur Regulierung der Proteinfunktion). Die Aktivität von PTKs führt zur Signalübertragung zum Kern.

Das Cytokin bindet an den extrazellulären Teil des Cytokinrezeptors.

Die Cytokinrezeptorketten werden zusammengebracht.

Wenn die Cytokinrezeptorketten zusammengebracht werden, werden die an die intrazellulären Regionen der Rezeptorketten gebundenen PTKs gebündelt.

Durch das Clustering der PTKs können sich die PTKs gegenseitig phosphorylieren und aktivieren. Die Clusterung von PTKs führt auch zur Phosphorylierung und Aktivierung anderer Proteine ​​im Zytoplasma.

Die Aktivität von PTKs führt zur Übertragung von Signalen zum Kern.

Es gibt drei Hauptpfade, durch die die Signale zum Kern übertragen werden.

1. Ras-abhängiger Weg.

2. Jak-Stat Weg.

3. Nuklearer Faktor kB (NF-kB) Weg.

1. Ras-abhängiger Signalweg:

Ras-abhängiger Signalweg wird durch ausgelöst

ich. Eine Reihe von Cytokinrezeptoren,

ii. Bestimmte Adhäsionsmoleküle und

iii. Viele andere Oberflächenrezeptoren.

Bei der Bindung eines Cytokins an die Cytokinrezeptoren gruppieren sich die Protein-Tyrosinkinasen (PTKs) der Cytoplasmaschwänze der Rezeptorketten zusammen und phosphorylieren sich gegenseitig

Die phosphorylierten PTKs binden an Proteine, die als Kinase der Src-Familie bezeichnet werden. (Die Kinasen der Src-Familie enthalten spezialisierte Proteindomänen, genannt SH2, die es ihnen ermöglichen, andere Proteine ​​zu binden, die phosphorylierte Tyrosinreste enthalten.)

Diese Wechselwirkung führt zur Bindung anderer cytoplasmatischer Proteine, so dass sich auf dem inneren Aspekt der Zellmembran ein Multikomponenten-Signalkomplex bildet. Dieser Komplex aktiviert die Proteine ​​der Ras-Familie (die Proteine ​​der Ras-Familie haben eine intrinsische Guanosin-Triphosphatase-Aktivität (GTPase)).

Die Proteine ​​der Ras-Familie spalten GTP (Guanosintriphosphat) in GDP (Guinosindiphosphat) und aktivieren die Raf-Kinase.

Raf-Kinasen wiederum aktivieren Mek und MAPK (Mitose-assoziierte Proteinkinase).

Die aktivierte MAPK dringt in den Zellkern ein und phosphoryliert Transkriptionsregulationsproteine, die bestimmte Gene steuern. Die MAPK-Aktivierung führt zu einer verstärkten Zellproliferation und Genaktivierung.

2. Jak / Stat-Signalweg:

Die Janus Kinase (JaK) -Familie besteht aus vier Enzymen (Jak 1, Jak 2, Jak 3 und Tyk 2). Sie sind mit den cytoplasmatischen Schwänzen der Cytokinrezeptoren assoziiert [Der Cytokinrezeptor für IL-2 besteht aus α-, β- und γ-Polypeptidketten. Die Jak-1-Kinase ist mit der a-Kette assoziiert und die Jak-2-Kinase ist mit der β-Kette des IL-2R (IL-2-Rezeptors) assoziiert.

Die Bindung von Zytokinen an den Zytokinrezeptor bringt die zytoplasmatischen Schwänze von Zytokinrezeptorketten zusammen. Die mit dem zytoplasmatischen Schwanz assoziierten Jak-Proteinkinasen phosphorylieren und aktivieren einander.

Eine Familie von Transkriptionsfaktoren, die als Stat (Signaltransducer und Aktivatoren der Transkription) bezeichnet wird, ist das primäre Substrat der aktivierten Jaks.

Die Jak-Kinasen phosphorylieren Stat-Proteine. Die phosphorylierten Stat-Proteine ​​dimerisieren und translozieren in den Kern. Die dimerisierten Stat-Proteine ​​binden an spezifische Gene und fördern die Expression bestimmter Gene.

(Es gibt mindestens sieben Stat-Proteine ​​(Stat 1 bis Stat 7), die jeweils auf unterschiedliche Gene einwirken. Eine Klasse von Proteinen, die als Suppressoren für das Cytokinsignalisieren (SOCS) bezeichnet werden, kann an Jak-Kinasen binden und Jak-Kinasen hemmen.

3. NF-kB Signalweg:

Die NF-kB-Proteinfamilie verfügt über fünf verwandte Transkriptionsfaktoren, die eine Reihe von Zellaktivitäten als Reaktion auf Cytokin und andere Stimuli steuern.

NF-kB-Proteine ​​sind mit inhibitorischen Proteinen assoziiert, die als I-kB-Proteine ​​bezeichnet werden und im Cytoplasma in inaktiver Form vorliegen. (Beispiel: Die Bindung des Cytokin-Tumor-Nekrose-Faktors a (TNFα) an TNF-Rezeptoren an der Zelloberfläche führt zur Trimerisierung der TNF-Rezeptoren.

Eine Vielzahl von Adapterproteinen (wie TRAD, TRAF und RIP) verbindet sich mit den zytoplasmatischen Schwänzen der TNF-Rezeptoren und bildet einen Komplex.

Dieser Komplex aktiviert einen Weg, der zur Phosphorylierung und Aktivierung von I-kB führt. Folglich wird NF-kB aus dem I-kB- und NF-kB-Komplex freigesetzt.

Das freigesetzte NF-kB wandert in den Kern. Das NF-kB bindet und aktiviert bestimmte Gene.

Abhängig vom Zelltyp und anderen Faktoren kann die Zelle eine Proliferation, Aktivierung oder Apoptose durchmachen.

Das Medikament Corticosteroid erhöht die Synthese von I-kB, das im Zytoplasma an NF-kB bindet. Folglich wird verhindert, dass sich NF-kB in den Kern bewegt und die Gene aktiviert. Dieser Mechanismus beeinflusst letztendlich einige Funktionen der Zelle und führt zu einer Immunsuppression.