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RACKs、PKC及其相关蛋白间的相互作用

发布时间:2015-09-07 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1453

磷脂酶C:研究发现,cPKCβII中RACKI的结合位点在C2结构域内,而磷脂酶C (PLCγ)序列中亦含有C2结构域,因此,推断RACKl与PLCγ之间也存在相互作用。PLCγ是在细胞受到生长因子刺激后,促进DAG和IP3生成的一种信号酶。实验发现,当细胞受到表皮生长因子(EGF)刺激后,PLCγ与RACK1之间的结合水平升高;同时,在体外激活EGF受体可使PLCγ中的酪氨酸残基磷酸化,增加PLCγ的活性,并促进其与RACK1的结合。在此基础上,RACK1可使cPKCβ II定位于活化的PLCγ周围,而PLCγ催化生成的DAG又是PKC的活化因子,为EGF引导的PKC信号通路的激活提供了一种有效的方式。

Ras : Ras是原癌基因ras的表达产物,作为小G蛋白家族的一员,是参与细胞生长调节的关键性蛋白。Ras活化需要将结合的GDP转为GTP,而GTP酶活化蛋白(GAP)可催化这种反应。研究发现,GAP也含有与PKC和PLCγ类似的C2结构域,即GAP同样可与RACK1结合。但不同的是,在Ca2十的作用下,缺少C2结构域(突变结果)的GAP可与RACK1结合,提示GAP中还存在其他可与RACK1发生作用的结构域。Cartwright等(1998)通过体外实验研究发现,GAP含有SH2结构域,其中12个SH2结构域中的1/3可与RACKI结合。因此认为GAP与RACKS的结合可能由多个结构域来介导,其中包括SH2或C2结构域。同时还发现,GAP和PLCγ都含有PH结构域,它可参与蛋白质分子间或蛋白质与脂类间的相互作用。Touhara等(1994)发现,G蛋白中的β亚单位与RACKl是同源类似物,7个重复的WD40结构域可结合含有PH结构域的信号酶。进一步的研究发现,GAP、发动蛋白-1(dynwnin-1)和血影蛋白(spectrin )等分子内均含有PH结构域,且与RACKl高度亲合,而缺失了PH结构域的GAP突变体则不能与RACKl结合;此外,人们发现,在 GAP分子内接近PH结构域的部位存在PKC的磷酸化位点,当PKCs使其磷酸化后,则磷酸化的GAP与RACK1的亲和力明显下降。因此,提示PKC、GAP和RACK1之间可以形成复合体,使PKC的底物GAP接近cPKCβ II;同时,PKC可通过GAP对Ras的调节,来间接调节Ras的活性。

发动蛋白-1:发动蛋白-1是一种与网格蛋白有被小泡的微囊循环相关的蛋白,具有GTP酶活性,其序列中的PH结构域内有PKC的作用位点,且可与RACKI结合。研究发现,活化后的cPKCβ II可与RACKl和发动蛋白形成复合物,同时RACK1可使发动蛋白-1的GTP酶活性增加6倍,且提高了cPKCβ II对发动蛋白的磷酸化水平。提示RACK1不仅作为接合体蛋白促进PKC与底物发动蛋白-1的结合,且直接调控发动蛋白-1的酶活性。

Src和PTPμ; Src是原癌基因src的表达产物,具有酪氨酸激酶活性,且可调节细胞生长和分化。在乳腺癌和结肠癌等多种肿瘤细胞中,均可发现Src活化形式的存在,且对赘生物表型的维持具有重要作用。在3T3细胞内发现,PKC与Src之间存在相互作用,应用PMA激活PKC可提高Src的活化水平。Cartwright等(1998)研究发现,PKC对Src调节的分子结构基础是Src的SH2结构域可与RACKl结合;若将RACK1中的第6个WD40结构域中的酪氨酸残基磷酸化,可增强两者间的结合;完整的Src可与RACK1免疫共沉淀,且在PMA活化的3T3细胞中,可发现两者分布于同一区域。体外研究还发现,RACKI同Src的结合使后者的酶活性下降50%,因此,若RACKl过表达,则酪氨酸残基的磷酸化程度和细胞的增殖反应都将减弱。虽然在体外Src与RACK1的结合不需要PKC的参与,但在体内PKC的活化可增强Src与RACK1之间的相互作用,提示RACKl可将酪氨酸激酶途径与丝氨酸/苏氨酸激酶途径联系起来。酵母双杂交筛选实验发现,蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPμ)也可同RACKl相互作用。PTPμ在昆虫细胞内过度表达时,可与PKC发生相互作用;若有活化的Src存在可影响PTPμ同RACKl的相互作用,提示PTPμ与Src之间存在竞争性抑制。同样研究发现,在高密度培养的肺上皮细胞中,内源性RACKl与PTPμ的结合能力增强,尤其在细胞间相互接触的部位,表明PTPR可将RACK1聚集到特定的部位,并调节正常细胞之间的戮附。因此,若应用Src抑制PTPμ与RACKl之间的结合,可通过干扰细胞之间的相互作用来促进表型的改变。

整合素:整合素(integrin )中β亚单位的活化对细胞间的黏附很重要。Liliental等(1998)研究发现,RACKl可结合整合素中的β亚单位。在体外,整合素的β亚单位可与RACKl结合;而在体内,两者的结合需要PMA的刺激。PMA作用后,PKC的激活可使细胞向外伸展,同时整合素的β亚单位发生磷酸化,提示,RACK1与PKC和整合素β亚单位的共同分布可调节细胞间的黏附。

RACK2作为其他信号通路接合体蛋白的研究较少。RACK2是细胞内膜泡运输系统中COPI有被小泡复合物的一部分,与多种蛋白结合。RACK2/COPI可与小Ras样GTP酶(ARF)结合,ARF-GTP和ARF-GDP间的转换与COPI的循环、囊泡的合并和脱被壳等过程相关。若有GTP存在时,RACK2与高尔基体膜的结合能力增高,同时与nPKCs的结合能力也增强。若应用高尔基体的破坏因子(brefeldin A ),可阻断nPKCε与高尔基体膜的结合;应用nPKCε与RACK2结合的抑制因子也可影响RACK2与高尔基体膜的结合。这些现象均提示PKC激活的信号通路与囊泡的释放有关。

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