酪氨酸激酶受體Eph亞族的研究進(jìn)展

1、酪氨酸激酶受體Eph亞族的研究進(jìn)展摘要:酪氨酸激酶受體參與細(xì)胞生長、分化、胚胎發(fā)育及細(xì)胞內(nèi)信號傳遞等過程，具有相當(dāng)菪重要的生理功能，目前發(fā)現(xiàn)50多種RTK基因?qū)儆?謾4種亞簇，Eph亞族是其脒中最大的家族，由14具基因組成，一些基因主要在腦署的發(fā)育中表達(dá)，另一些在各鵒種組織中廣泛表達(dá)，最近亞曜族胞外配體的發(fā)現(xiàn)為深入研稂究其生理功能打下基礎(chǔ)，綜淡述了Eph亞族成員的來源類、表達(dá)及其配體的研究概況梅。從細(xì)胞表面到細(xì)胞核的疆信號轉(zhuǎn)途徑是人們十分關(guān)心瑞并不斷探索的熱點(diǎn)。具有酪鈸氨酸激酶活性的受體是外界刺激信息傳遞至細(xì)胞核，轉(zhuǎn)旖化成細(xì)胞效應(yīng)的信號通路的瀑關(guān)鍵組成，參與細(xì)胞生長、銜增殖、轉(zhuǎn)化及胚胎發(fā)育和腫

2、暹瘤形成，具有重要的生理功能1。所有RTKs都穆是膜結(jié)合的型糖蛋白，其濃結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)是整個(gè)分子可分成三個(gè)結(jié)構(gòu)區(qū)，即胞外的配體結(jié)合區(qū)，細(xì)胞內(nèi)部具濂有酪氨酸激酶活性的功能區(qū)嘎和連接這兩個(gè)區(qū)域的由疏水氨基酸組成的跨膜區(qū)，配體悼結(jié)合PTK胞外區(qū)域后使其沆構(gòu)象發(fā)生變化引起受體在包怛膜上遷移、聚集，并形成寡鐓聚化的受體-配體復(fù)合物，激活胞漿的酪氨酸激酶而活?；瑢?dǎo)致自身磷酸化及下游靨胞內(nèi)底物蛋白質(zhì)分子的酪氨钷酸磷酸化，啟動(dòng)不同信號途赍徑將信號逐級傳遞2。痍RTKs研究發(fā)展速度非購常快，按其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)逞，序列同源性及配體性質(zhì)分拭類，就目前的報(bào)告統(tǒng)計(jì)至少綏已發(fā)現(xiàn)有50多個(gè)RTK基因分屬于14個(gè)不同亞族，

3、Eph是其中成員最多的家予族，約有14個(gè)基因組成。1Eph亞族受體的的結(jié)構(gòu)埸與分類Eph亞族明顯的謨結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3是它們的胞外配體結(jié)合區(qū)含一個(gè)免疫球財(cái)?shù)鞍讟又貜?fù)序列，一個(gè)半胱瓿氨酸富含區(qū)，后面有兩個(gè)F添N重復(fù)區(qū)；在胞漿酷氨酶閾區(qū)無激酶插入的序列阻斷，咧由于核區(qū)氨基酸序列尤其在籮各受體亞族中高度保守，對萌這部分序列按氨基酸同源性哇分析的高低做為建立種系發(fā)生樹的依據(jù)，從中可以得出隳各亞族成員關(guān)系4。同眵源性基因間序列同一性大于88%的歸于一種，從而將稟已克隆的40多個(gè)基因歸于田14種，盡管Eph亞族在結(jié)構(gòu)上高度保守，但各成員同源性，表達(dá)分布與結(jié)合配功體各不相同，據(jù)此又可將其瘃分成EphA和EphBsu

4、bgroup.這幾年來兵對Eph亞族的研究蓬勃發(fā)展，突出成就在于不斷發(fā)現(xiàn)隊(duì)和克隆新的成員及配體，證縈實(shí)Eph亞族的基因區(qū)域化殞表達(dá)與神經(jīng)軸突束的組織趨杜化性發(fā)育途徑有對應(yīng)關(guān)系，從而與腦區(qū)的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及恍神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成密切相關(guān)。Eph亞族的命名6源自該亞族最早的成員治Eph，是Hirai用非米嚴(yán)謹(jǐn)雜交技術(shù)以vfps的狩酪氨酸激區(qū)序列為探針從人桿細(xì)胞癌細(xì)胞株cDNA文庫中克隆3。Eph基碡因在進(jìn)化上高度保守，用人EphcDNA探針可從大鐃鼠、雞、小腹果蠅中檢測到豇特異DNA帶，人Eph基蚶因定位于7號染色體，編碼澎Mrna,RNA印跡分析裉表達(dá)在大鼠肝、肺、腎有Mrna水平高表達(dá)，在小腸表達(dá)較

5、低，在幾種人腫瘤中縷，Eph表達(dá)高于相應(yīng)正常血組織，但無基因擴(kuò)增，且高硨表達(dá)的Eph基因體外使N勖IH3T3誘發(fā)裸鼠致瘤及能在軟瓊脂上形成克隆4紉。提示Eph高表達(dá)也許謖與腫瘤發(fā)生有關(guān)。Elk急(eph-like-kinase)Elk是該亞族第二個(gè)成員，是用抗磷酸醚酪氨酸抗體從大鼠的腦cD浙NA文庫中克隆7，它蹁的表達(dá)與eph不同，僅大鼠腦中檢測到ElkmRN浯A，在小腸中表達(dá)較少，l羸wase8通過RNA印跡分析表明Elk在14至16d大鼠胚胎胃中表達(dá)瓦高，至18d及新生鼠中表幔達(dá)非常低，在成年鼠胃中沒侏有檢測到Elk表達(dá)，在3颥例人胃癌組織中發(fā)現(xiàn)有2例盥Elk的mRNA表達(dá)水平幾倍高于正常

6、胃組織，推測Elk也許在人胃癌中起一饕定作用。Eck(epi颶thelial-cell-kinase)Eck媒是該亞族第三個(gè)發(fā)現(xiàn)并克隆呆全長cDNA的成員，來源卅于人角化細(xì)胞cDNA文庫，并由此得名，它廣泛表達(dá)與上皮來源細(xì)胞中9，縣其在大鼠肺、皮膚、小腸和醉卵巢及上皮性細(xì)胞系高表達(dá)陣，在腎、腦，脾等有低水平表達(dá)，eck是該亞族成員被發(fā)現(xiàn)有酪氨酸激酶活性的第一個(gè)基因，用免疫沉淀方甍法以抗Trpe融合蛋白，萬并將免疫復(fù)合物進(jìn)行體外激锎酶實(shí)驗(yàn)，對磷酸化蛋白進(jìn)行舷磷酸氨基酸分析，確證了其劇磷酸化主要是在酪氨酸上。服Heks(humaneph-like-kina笮ses)Heks(Hek4,5,7,8,

7、11)鬈10。是從人胚腦cD鎢NA文庫中用PCR和5卵RACE方法克隆出來的一煮組基因，采用的是根據(jù)該亞艫族高度保守的胞內(nèi)催化功能卞域WTAPEAI和VCK霉VSDFG基序而設(shè)計(jì)合成水，氨基酸同源性分析表明h忸ek4與cek4(99%)和mek4(98%)同立源性最高，即它們的同源基因，編碼983個(gè)氨基酸，有典型的ATP結(jié)合位點(diǎn)，其779位Tyr為自身磷懺酸位點(diǎn)，主要在人胎盤、心囪、腦、肺、肝組織中表達(dá)，：還在兩株T白血病細(xì)胞株和胤一株前B細(xì)胞株中表達(dá)，另襠外在1/28慢性淋巴細(xì)胞瘙白血病及2/39急性髓細(xì)襖胞白血病表達(dá)，表明它在正瓞常淋巴系統(tǒng)的功能和分化中叟及一些人惡淋巴腫瘤中有一蹂定作用。

8、Hek5即以前俞命名的Erk(Elk-r嘍elatedkinase)基因11，與ERK蛋白是不同的，后者在MAPK級聯(lián)中可被MEK磷酸瀟化，Iwase胞內(nèi)激酶區(qū)盔的片段，通過RNA印跡分幢析表明Erk在鼠中表達(dá)降赦低，而成年鼠的胃的中已檢仄測不到該基因表達(dá)，而且首次在人胃癌組織中檢測到Erk表達(dá)顯著高于相應(yīng)正常搭組織，故而認(rèn)為Erk了也甜許在胃的胚胎及腫瘤發(fā)生中蟣起一定作用。隨后Kiyo貞dawa等12的研究臚更證實(shí)了這點(diǎn)，他們用此c繚DNA片段做探針克隆出全長Hek5序列，與其他E棍ph亞族基因氨基酸序列比嬴較，在氨基端有一個(gè)不完全弗信號肽區(qū)，與Cek5,N隨uk(%)同源性最高。H貞ek5

9、主要在上皮來源的組波織及腫瘤細(xì)胞系表達(dá)，另外吱在非上皮來源的骨肉瘤細(xì)胞藜系Huo-3NI有表達(dá)，伺在各種腫瘤組織中的表達(dá)均毓幾倍高于相應(yīng)正常組織，其中胃癌顯著75%高表達(dá)，斧未發(fā)現(xiàn)擴(kuò)增及重排。He俐k5的雞同源物cek5(妝chickenembry菌okinase)是從10牒天齡雞胚cDNA表達(dá)文庫垂中用抗磷酸酪氨酸抗篩選出綠來，蛋白質(zhì)印跡表明Cek丘5在雞胚腦中高表達(dá)，在腎讜、肺、腸等低表達(dá)，另外，湄同時(shí)還得到了一個(gè)Cke5櫟異型體Cek5+的部分序楔列，發(fā)現(xiàn)它在膜并列區(qū)域多了16個(gè)氨基酸的插段，也燹許是選擇剪切不同的結(jié)果，瀾并且這是神經(jīng)系統(tǒng)特有的，難與此類似，Cek10(新牮命名EphB3

10、)也有異型峁體Cek10+,在膜并列惘區(qū)域有15個(gè)氨基酸的插段13，目前對這種現(xiàn)象還所知甚少。其他新基因Tck,(tailand婪cementglandk竦inase),XElk,框P17a14是從非洲焦蟾蜍克隆出來，分別與He匍k2、Elk(91%)、鐸Myk-1(80%)同源辰性最高，XElk是Elk虎的蟾蜍屬同源物，TckxElk均在卵母細(xì)胞成熟過諜程中有不同程度表達(dá)，故推測在特定組織胚胎發(fā)育的信歸號傳導(dǎo)中起一定作用。2安Eph亞族受體的配體研究頗闡明Eph亞族各成員的生理功能及研究信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途尉徑的第一步依賴于配體的分踅離，目前已分離出8種不同諷的配體分為ephrin-A和ephrin-

11、Bsu抬bclass(Ephfamilyreceptorinteractingp淪rotEins).eph暑rin-A(A1A5)拂類配體靠糖基磷脂酰肌醇鏈軎錨定在細(xì)胞膜上，PI-P萁LC能水解GPI，使其從鉺細(xì)胞表面釋放下來具備可溶性；ephrin-B(B1B3)類配體是跨膜蛋鰭白，結(jié)合研究表明該亞族已瘩發(fā)現(xiàn)的配體可與多個(gè)受體以垴不同的親和力交叉結(jié)合且發(fā)冤揮不同的作用15。配邶體在組織中的表達(dá)廣泛，其結(jié)構(gòu)可分為四個(gè)區(qū)即信號區(qū)、結(jié)合區(qū)、spacer區(qū)賴、疏水區(qū)、胞外區(qū)有四個(gè)保痕守的半胱氨酸殘基和一個(gè)推詠測為糖基化的位點(diǎn)，及受體的結(jié)合位點(diǎn)，結(jié)合區(qū)有9個(gè)烷-extended構(gòu)象瑤，也許存在類似Ig

12、折疊的魑-sheets構(gòu)成的二級結(jié)構(gòu)，疏水區(qū)有信號通過GPI連接或跨膜形式將蛋祚白錨定于膜上，Space梯r區(qū)使受體結(jié)合區(qū)從質(zhì)膜伸箏展開。二級結(jié)構(gòu)分析表明這誕些配體不屬于已知的結(jié)構(gòu)基氦序，與其結(jié)構(gòu)相似最高的大蕹多為T細(xì)胞受體或Ig序列允16。配體與受體的結(jié)仔合能導(dǎo)致受體自身磷酸化和媧與細(xì)胞中信號蛋白分子的作釗用。B61是該亞族第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的配體，早先是從I隘L-1或TNF誘導(dǎo)的人臍殺靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中克隆的立早阢反應(yīng)基因，存在可溶和以GPI錨固定于膜上二種形式印，研究發(fā)現(xiàn)后者是Eck配嵩體可結(jié)合并激活Eck，原紿位雜交分析表達(dá)B61和E珙ck均在肺和內(nèi)臟高表達(dá)，躦B61基因位于小鼠3號染醚色體17。

13、隨后又證實(shí)它與另一個(gè)新發(fā)現(xiàn)的配體L釩ERK2一起能與Elk和涎hek結(jié)合18。對配薜體的研究發(fā)展也非常迅速，原越來越多的配體被發(fā)現(xiàn)，p柘ark用非嚴(yán)謹(jǐn)PCR克隆裘技術(shù)來克隆B61的同源基蟄因，結(jié)果從鼠腦中分離出3個(gè)不同的配體Elf-1/杉cek7-L(新命名ephrin-A2),Ehk硪1-L/Ef1-2/Lerk3和AL-1/RAG忻S可激活Eek15。郇隨著越來越多配體的發(fā)現(xiàn)燴對功能的研究得以深入開展甩，Ciossek發(fā)現(xiàn)El齋f-1和B61兩種配體與妹MDK1結(jié)合能導(dǎo)致其自身磷酸化和Rat1細(xì)胞中一扈個(gè)未知的內(nèi)源62ku蛋白潤質(zhì)酪氨酸磷酸化，這也許表利明MDK1及其配體在鼠早攸期發(fā)育中起

14、作用19。應(yīng)用雙雜交系統(tǒng)證明在P1螋9胚癌細(xì)胞株中，EphB莢1(ELK)被其配體ep脯hrin-B1/Fc活化欲后可與胞內(nèi)接頭蛋白Nck遭的SH2結(jié)構(gòu)域結(jié)合，進(jìn)一蟪步激活c-Jun激酶，而瞬時(shí)高表達(dá)突變的EphB遍1受體則阻斷了EphB1豁到JNK的信號傳遞，從而灸證明了Nck是介導(dǎo)Eph通B1到JNK信號通路的重針要連接分子20。鑒定榀所有配體及闡明它們的功能酰是今后面臨的挑戰(zhàn)性任務(wù)。桕Eph是一大類新發(fā)現(xiàn)的RTK，現(xiàn)代分子生物學(xué)技趕術(shù)的發(fā)展使Eph亞族迅速后壯大成為RTK最大的家族煢，昨天其廣泛的種屬和組織髦分布，結(jié)構(gòu)上的高度保守，提示它們在細(xì)胞內(nèi)具有重要軌的生理功能，盡管有研究表踞明，

15、Eph亞族參與神經(jīng)系截統(tǒng)的細(xì)胞間相互作用及軸突擒發(fā)育路徑，Eph、Hek鶿、Erk、Elk等與人腫倥瘤有關(guān)，但Eph亞族的研豳究尚處于資料和認(rèn)識(shí)的積累鑲階段，即仍需大量研究加以壑證實(shí)?？寺ph亞族新基螬因及繼續(xù)尋找胞內(nèi)各成員的天然配體及特異底物范圍及生理功能，為最終闡明它的炊信號傳導(dǎo)機(jī)制及生長調(diào)控、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、腫瘤發(fā)生的萵關(guān)系提供滿意答案。參考錁文獻(xiàn)YardenY,U砰llrichA,Growhtfactorrece垂ptortyrosine瀉kinases,AnnuRevBiochem,1畏988;57:443-4賬78UllrichA,寓Schlessinger拓transductio

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