Кіріспе

Тирозин қалдықтары класы. Тирозинкиназа – бұл клетка ішіндегі белгілі бір белоктардың тирозин қалдықтарына АТФ-тан фосфат тобын беруге қабілетті фермент. Ол көптеген жасушалық функцияларда "қосу" немесе "өшіру" қосқышы ретінде жұмыс істейді. Тирозинкиназалар, сондай-ақ серин және треонин сияқты басқа да аминқышқылдарына фосфаттарды қосатын протеинкиназалар деп аталатын ферменттердің кең класына жатады. Киназалар арқылы белоктардың фосфорилирленуі – жасуша ішінде сигналдарды берудің (сигналды трандукция) және жасушалық белсенділікті, мысалы жасуша бөлінуін реттеудің маңызды механизмі болып табылады. Протеинкиназалар мутацияға ұшырап, "қосылған" күйде тұрып қалуы мүмкін, бұл жасушаның бақытсыз өсуіне алып келуі мүмкін, ал бұл қатерлі ісік дамуының қажетті кезеңі. Сондықтан, иматиниб және осимертиниб сияқты киназа ингибиторлары көбінесе қатерлі ісіктерді емдеуде тиімді болып табылады. Көптеген тирозинкиназалар фосфат тобын алып тастайтын тирозинфосфатазамен байланысты болады.

Реакция

Белок кинезалары – белок субстратының жақ тізбегіндегі бір немесе бірнеше аминқышқыл қалдықтарына нуклеозид трифосфаттарынан (көбінесе АТФ) гамма (терминал) фосфатын ауыстыратын каталитикалық бөлімшесі бар ферменттер тобы. Бұл белок функциясына әсер ететін конформациялық өзгеріске алып келеді. Ферменттер екі негізгі классқа бөлінеді, олар субстратқа қатысты таңдаулылығымен сипатталады: серин/треонинге қатысты және тирозинге қатысты (осы мақаланың тақырыбы).

Функция

Киназалар – нуклеозидтік трифосфат донорынан, мысалы АТФ-дан фосфорил тобын қабылдаушы молекулаға ауыстыруды катализдейтін ферменттердің кең отбасы. Тирозин қалдықтарының фосфорилирленуі, өз кезегінде, олар кіретін ақуыздың функциясын өзгертуге әкеледі. Соңында, мутациялар кейбір тирозинкиназалардың конститутивті түрде белсенді болуына себеп болуы мүмкін, бұл қатерлі ісіктің басталуына немесе дамуына ықпал ететін тоқтамайтын функционалдық күй. Тирозинкиназалар түрлі процестерде, жолдарда және әрекеттерде қатысады және организмдегі маңызды оқиғаларға жауапты. Рецепторлық тирозинкиназалар трансмембраналық сигналдауда, ал жасуша ішіндегі тирозинкиназалар ядроға сигнал беруде жұмыс істейді. Ядродағы тирозинкиназа белсенділігі жасуша циклын бақылау және транскрипция факторларының қасиеттерін қамтиды. Жасушалардың көбеюі, жоғарыда егжей-тегжейлі түсіндірілгендей, біршама тирозинкиназаға байланысты болуы мүмкін.

Реттеу

Кейде тирозинкиназа ферментіне басқа факторлардың әсерінен үлкен өзгерістер туындайды. Осы факторлардың бірі – лиганд деп аталатын, ақуызбен қайтымды байланысқа түсетін молекула. Рецепторлық тирозинкиназалардың көптеген түрлері (бірақ барлығы емес) осы лигандтардың бірімен байланысқанға дейін немесе белсендірілгенге дейін протеинкиназалық активтілікті көрсетпейді. Лигандтар қайтымды байланысқа қатысады, ал ингибиторлар ковалентті емес байланыс арқылы әсер етеді (ингибиторлар ферментке, фермент-субстрат кешеніне немесе екеуіне де байланысты түрліше тежеу әсерін тигізеді). Көпбағалылық – бұл тиісті ғылыми зерттеулермен айналысатын мамандарға ерекше қызығушылық тудыратын қасиет. Бұл бір бірлікте орналасқан бірнеше лигандтардың, екінші бірлікте орналасқан бірнеше рецепторларға бір уақытта байланысуымен сипатталатын құбылыс. Қалай болғанда да, лигандтың өз серіктесімен байланысуы көптеген ақуыздардың жұмыс істеу қабілетіне тигізетін әсері арқылы байқалады. Эритроциттерді реттеуде эритропоэтин – 165 аминқышқылынан тұратын, цитоплазмалық JAK протеинкиназасын белсендіруге қатысатын ақуыз. Протеин деректер банкінде тирозинкиназалардың 1800-нен астам 3D құрылымы сақталған. Мысалы, адам инсулині рецепторының тирозинкиназа доменінің кристалдық құрылысын келтіруге болады.

Отбасылар

Адамның 90 генінде барлығы 94 протеин-тирозинкиназа домені (PTK) кездеседі. Төрт генде катализдік белсенді киназа домені және псевдокиназа домені (катализдік активтілігі жоқ киназа домені: JAK1, JAK2, JAK3 және TYK2) бар. Осы төрт генді есепке алғанда, 82 адам генінде катализдік белсенді тирозинкиназа домені бар. Олар рецепторлы және рецепторсыз тирозинкиназалар деп екі классқа бөлінеді.

Қабылдаушы

2004 жылға қарай 58 адам рецепторлық тирозинкиназасы (РТК) белгілі болды, олар 20 кіші топқа жіктелді. Тирозин белоккиназа домендерін қамтитын осы мембраналық ақуыздардың сегізі шын мәнінде катализдік активтілігі жоқ псевдокиназалар болып табылады (EPHA10, EPHB6, ERBB3, PTK7, ROR1, ROR2, RYK және STYK1). Рецепторлық тирозинкиназалар өсу (нейротрофиндерге сигнал беру арқылы), дифференциациялану, метаболизм, адгезия, қозғалу және жасуша өлімі сияқты клеткалық әртүрлі процестерде маңызды рөл атқарады. РТК-лар белгілі бір лигандты байланыстыра алатын клеткадан тыс доменнен, трансмембраналық доменнен және таңдалған субстраттарды байланыстыра алатын ішкі катализдік доменнен тұрады. Лигандтың клеткадан тыс аймаққа байланысуы РТК-да ферменттік белсенділігіне әкелетін бірқатар құрылымдық өзгерістерге себеп болады. Атап айтқанда, киназа доменінің кейбір бөліктерінің қозғалысы аденозин трифосфатының (АТФ) және субстраттың белсенді орынға еркін кіруіне мүмкіндік береді. Бұл ішкі жасушалық белоктардың фосфорилирленуі арқылы оқиғалар тізбегін тудырады, ол нәтижесінде клеткадан тыс сигналды ядроға жеткізеді ("трансдукциялайды"), ген экспрессиясында өзгерістерге алып келеді. Көптеген РТК-лар гендік мутация, хромосомалық транслокация немесе жай ғана жоғары экспрессия арқылы онкогенез процесіне қатысады. Кез келген жағдайда, нәтижесі – гипербелсенді киназа, ол қатерлі жасушаларға бұрмаланған, лигандтан тәуелсіз, реттелмеген өсу стимулын береді.

Цитоплазмалық/рецепторсыз

Адамдарда 32 цитоплазмалық протеин тирозинкиназа бар. Бірінші рет анықталған рецептор емес тирозинкиназа – v src онкогендік протеині болды. Көптеген жануарлар жасушаларында тирозинкиназалардың Src туысына жататын бір немесе бірнеше мүшесі кездеседі. Жоғарыда аталған тауық саркома вирусы, Rous саркома вирусы, қалыпты жасушалық Src генінің мутацияланған түрлерін тасымалдайтыны анықталды. Мутацияланған v src гені клеткалық SRC (c src) гендеріне тән ферменттік белсенділіктің ішкі тежелуін жоғалтқан. SRC туысына жататын мүшелер көптеген жасушалық процестерді реттеуге қатысады. Мысалы, T-клеткалық антиген рецепторы Lck және Fyn екі протеінінің белсендіруі арқылы ішкі жасушалық сигнализацияны қамтамасыз етеді, бұл протеиндер құрылымдық тұрғыдан Src-ге ұқсас.

Клиникалық маңызы

Тирозинкиназалар қазіргі кезде аса маңызды, өйткені олар қатерлі ісіктерді емдеуде маңызды рөл атқарады. Кейбір тирозинкиназалардың конститутивті белсенді болуына себеп болатын мутация бірнеше қатерлі ісікпен байланысты. Иматиниб (Gleevec және Glivec брендтері) – бұл тирозинкиназалардың каталитикалық орынына байланып, олардың белсенділігін тежейтін дәрілік зат. Тирозинкиназаның белсенділігі басқа да оқиғаларға да қатысты, олар кейде өте жағымсыз деп есептеледі. Мысалы, фермент белсенділігінің артуы жасуша бөлінуі сияқты кейбір жүйелердің функциясын бұзуы мүмкін. Атеросклероз және псориаз сияқты жергілікті қабынумен, немесе сепсис және септикалық шок сияқты жүйелік қабынумен байланысты көптеген аурулар да бар. Көп таралған, кең таралған қатерлі ісік – ұсақ емес жасушалы өкпе қатерлі ісігі – сүт безі, колоректальды және простата қатерлі ісігінен туындаған өлімнің жалпы санынан артық адамдардың өліміне себеп болады. Гефитиниб – тирозинкиназа ингибиторы, ол эпидермалық өсу факторының рецепторын бағыттап, ұсақ емес жасушалы өкпе қатерлі ісігі бар науқастарда жағымды нәтижелерге әкеледі. Көп таралған, кең таралған қатерлі ісік – ұсақ емес жасушалы өкпе қатерлі ісігі – сүт безі, колоректальды және простата қатерлі ісігінен туындаған өлімнің жалпы санынан артық адамдардың өліміне себеп болады. 2010 жылға қарай екі моноклоналды антидене және ерлотиниб деп аталатын тағы бір кішкентай молекулалы тирозинкиназа ингибиторы да қатерлі ісіктерді емдеу үшін әзірленді. Тирозинкиназаның белсенділігі BCR-ABL трансформациясы үшін өте маңызды. Сондықтан, оны тежеу қатерлі ісік белгілерін жақсартады. Қазіргі уақытта КМЛ-ді емдеуге қолданылатын ингибиторлардың қатарында иматиниб, дазатиниб, нилотиниб, бозутиниб және понатиниб бар.

Асқазан- ішек асқазанды ісіктері

Асқазан-ішек жолының стромалық ісіктері (АЖСИ) қатерлі ісіктерге қарсы химиотерапиялық емге төзімді екені белгілі және 2001 жылға дейін оларға ешқандай ем жарамайтын. Алайда, тирозинкиназа ингибиторы STI571 (иматиниб) метастаздық асқазан-ішек жолының стромалық ісіктерімен ауырған науқастарды емдеуде тиімді. Асқазан-ішек жолының стромалық ісіктері – асқазан-ішек жолының байланыстырғыш тінін құрайтын жасушалардың алғашқы пішімдерінен пайда болатын мезенхималық неоплазмалардың жиынтығынан тұрады. Емдеу амалдары шектеулі болған. Бұл ингибитор – өте таңдамалы Bcr Abl тирозинкиназа ингибиторы. Дазатиниб – Src тирозинкиназа ингибиторы, ол сенолитик ретінде де, созылмалы миелоидты лейкемияның емделуі ретінде де тиімді.