Т-клеточный рецептор: структура и функция

Введение

Белковый комплекс на поверхности Т-клеток, распознающий антигены.

Рецептор Т-клеток (TCR) – это белковый комплекс, находящийся на поверхности Т-клеток, или Т-лимфоцитов, который отвечает за распознавание фрагментов антигена в виде пептидов, связанных с молекулами главного комплекса гистосовместимости (MHC). Связывание между TCR и антигенными пептидами характеризуется относительно низкой аффинностью и является вырожденным: то есть, многие TCR распознают один и тот же антигенный пептид, и многие антигенные пептиды распознаются одним и тем же TCR. TCR состоит из двух различных белковых цепей (то есть является гетеродимером). У человека в 95% Т-клеток TCR состоит из альфа (α) и бета (β) цепей (кодируются генами TRA и TRB соответственно), в то время как в 5% Т-клеток TCR состоит из гамма (γ) и дельта (δ) цепей (кодируются генами TRG и TRD соответственно). Это соотношение изменяется в процессе онтогенеза и при заболеваниях (например, лейкемии). Оно также различается у разных видов. Ортологи 4 локусов картированы у различных видов. Каждый локус способен производить множество полипептидов с постоянными и переменными областями.

История

В 1982 году лауреат Нобелевской премии Джеймс П. Эллисон впервые обнаружил клонально-экспрессируемый эпитоп на поверхности Т-клеток в мышиной Т-лимфоме. В 1983 году Эллис Райнхерц впервые определил структуру Т-клеточного рецептора человека, используя антиидиотипические моноклональные антитела к клонам Т-клеток, дополненные исследованиями на мышах, проведенными Филиппой Маррак и Джоном Капплером. В 1984 году Так Ва Мак и Марк М. Дэвис идентифицировали кДНК-клоны, кодирующие человеческий и мышиный TCR соответственно. Эти открытия позволили раскрыть сущность и структуру неуловимого ТЦР, ранее известного как "Святой Грааль иммунологии". Это дало возможность ученым всего мира проводить исследования ТЦР, что привело к важным результатам в областях CAR T-клеточной терапии, иммунотерапии рака и ингибирования иммунных контрольных точек.

Структурные характеристики

TCR представляет собой дисульфидно-связанный мембранный гетеродимерный белок, обычно состоящий из высоковариабельных альфа (α) и бета (β) цепей, экспрессируемых как часть комплекса с инвариантными молекулами CD3. Т-клетки, экспрессирующие этот рецептор, называются α:β (или αβ) Т-клетками, хотя меньшинство Т-клеток экспрессирует альтернативный рецептор, образованный вариабельными гамма (γ) и дельта (δ) цепями, называемыми γδ Т-клетками. Каждая цепь состоит из двух внеклеточных доменов: вариабельного (V) региона и постоянного (C) региона, оба принадлежат к суперсемейству иммуноглобулинов (IgSF) и формируют антипараллельные β-листы. Постоянный регион расположен вблизи клеточной мембраны, за которым следует трансмембранный регион и короткий цитоплазматический хвост, в то время как вариабельный регион связывается с комплексом пептид/МНС. Вариабельные домены как α-цепи TCR, так и β-цепи содержат три гипервариабельных или определяющих комплементарность региона (CDR). Также существует дополнительная область гипервариабельности на β-цепи (HV4), которая обычно не контактирует с антигеном и, следовательно, не считается CDR. Аминокислотные остатки в этих вариабельных доменах локализованы в двух областях TCR: на границе между α- и β-цепями и в каркасном регионе β-цепи, который, предположительно, находится вблизи комплекса трансдукции сигнала CD3. CDR3 является основным CDR, ответственным за распознавание обработанного антигена, хотя CDR1 α-цепи также взаимодействует с N-концевой частью антигенного пептида, в то время как CDR1 β-цепи взаимодействует с C-концевой частью пептида. Считается, что CDR2 распознает МНС. HV4 β-цепи, предположительно, не участвует в распознавании антигена, как в классических CDR, но было показано, что она взаимодействует с суперантигенами. Постоянный домен TCR состоит из коротких соединительных последовательностей, в которых остаток цистеина образует дисульфидные связи, обеспечивающие связь между двумя цепями. TCR является членом суперсемейства иммуноглобулинов, обширной группы белков, участвующих в связывании, распознавании и адгезии; семейство названо в честь антител (также называемых иммуноглобулинами). TCR подобен половине антитела, состоящей из одной тяжелой и одной легкой цепи, за исключением того, что тяжелая цепь лишена кристаллизуемой фракции (Fc). Две основные субъединицы TCR (α и β цепи) скручены вместе. Субъединицы CD3 и zeta необходимы для осуществления трансдукции сигнала. Взаимодействие TCR-CD3-МНС для Т-клеток функционально аналогично взаимодействию антиген (Ag)-иммуноглобулин (Ig)-FcR для миелоидных лейкоцитов и взаимодействию Ag-Ig-CD79 для В-клеток.

The TCR is a disulfide linked membrane anchored heterodimeric protein normally consisting of the highly variable alpha (α) and beta (β) chains expressed as part of a complex with the invariant CD3 chain molecules. T cells expressing this receptor are referred to as α:β (or αβ) T cells, though a minority of T cells express an alternate receptor, formed by variable gamma (γ) and delta (δ) chains, referred as γδ T cells. Each chain is composed of two extracellular domains: Variable (V) region and a Constant (C) region, both of Immunoglobulin superfamily (IgSF) domain forming antiparallel β sheets. The Constant region is proximal to the cell membrane, followed by a transmembrane region and a short cytoplasmic tail, while the Variable region binds to the peptide/MHC complex. The variable domain of both the TCR α chain and β chain each have three hypervariable or complementarity determining regions (CDRs). There is also an additional area of hypervariability on the β chain (HV4) that does not normally contact antigen and, therefore, is not considered a CDR. The residues in these variable domains are located in two regions of the TCR, at the interface of the α and β chains and in the β chain framework region that is thought to be in proximity to the CD3 signal transduction complex. CDR3 is the main CDR responsible for recognizing processed antigen, although CDR1 of the alpha chain has also been shown to interact with the N terminal part of the antigenic peptide, whereas CDR1 of the β chain interacts with the C terminal part of the peptide. CDR2 is thought to recognize the MHC. HV4 of the β chain is not thought to participate in antigen recognition as in classical CDRs, but has been shown to interact with superantigens. The constant domain of the TCR consists of short connecting sequences in which a cysteine residue forms disulfide bonds, which form a link between the two chains. The TCR is a member of the immunoglobulin superfamily, a large group of proteins involved in binding, recognition, and adhesion; the family is named after antibodies (also called immunoglobulins). The TCR is similar to a half antibody consisting of a single heavy and single light chain, except the heavy chain is without its crystallizable fraction (Fc). The two main subunits of TCR (α and β chains) are twisted together. CD3 and zeta subunits are required to carry out the signal transduction. The MHC TCR CD3 interaction for T cells is functionally similar to the antigen(Ag) immunoglobulin(Ig) FcR interaction for myeloid leukocytes, and Ag Ig CD79 interaction for B cells.

Создание разнообразия TCR

Появление разнообразия TCR аналогично появлению антител и рецепторов антигена В-клеток. Оно возникает главным образом в результате генетической рекомбинации ДНК-кодирующих сегментов в отдельных соматических Т-клетках посредством соматической V(D)J-рекомбинации с использованием рекомбиназ RAG1 и RAG2. Однако, в отличие от иммуноглобулинов, гены TCR не подвергаются соматической гипермутации, и Т-клетки не экспрессируют активационно-индуцированную цитидиндеаминазу (AID). Процесс рекомбинации, создающий разнообразие в BCR (антителах) и TCR, уникален для лимфоцитов (Т- и В-клеток) на ранних стадиях их развития в первичных лимфоидных органах (тимус для Т-клеток, костный мозг для В-клеток). Каждый рекомбинированный TCR обладает уникальной антигенной специфичностью, определяемой структурой антигенсвязывающего сайта, образованного α и β цепями в случае αβ Т-клеток или γ и δ цепями в случае γδ Т-клеток. Альфа-цепь TCR генерируется VJ-рекомбинацией, в то время как бета-цепь генерируется VDJ-рекомбинацией (обе включают случайное соединение сегментов генов для генерации полной цепи TCR). Аналогично, генерация гамма-цепи TCR включает VJ-рекомбинацию, а генерация дельта-цепи TCR происходит посредством VDJ-рекомбинации. Пересечение этих специфических областей (V и J для альфа- или гамма-цепи; V, D и J для бета- или дельта-цепи) соответствует области CDR3, которая важна для распознавания пептида/MHC (см. выше). Именно уникальная комбинация сегментов в этой области, наряду с палиндромными и случайными вставками нуклеотидов (соответственно обозначаемыми как "P" и "N"), объясняет еще большее разнообразие специфичности рецептора Т-клеток к обработанным антигенным пептидам. Позднее, в процессе развития, отдельные CDR-петли TCR могут быть перередактированы на периферии вне тимуса путем реактивации рекомбиназ посредством процесса, называемого ревизией (редактированием) TCR, и изменить свою антигенную специфичность.

Комплекс ТКР

В плазменной мембране цепи α и β рецепторов TCR связываются с шестью дополнительными адапторными белками, образуя октамерический комплекс. Комплекс содержит α- и β-цепи, формирующие лигандный сайт связывания, и сигнальные модули CD3δ, CD3γ, CD3ε и CD3ζ в стехиометрии TCR α β CD3εγ CD3εδ CD3ζζ. Заряженные остатки в трансмембранной области каждой субъединицы образуют полярные взаимодействия, обеспечивающие правильную и стабильную сборку комплекса. Цитоплазматический хвост TCR очень короткий, поэтому CD3-адапторные белки, содержащие сигнальные мотивы, необходимы для распространения сигнала от активированного TCR в клетку. Сигнальные мотивы, участвующие в сигнализации TCR, представляют собой тирозиновые остатки в цитоплазматическом хвосте этих адапторных белков, которые могут быть фосфорилированы при связывании TCR с pMHC. Остатки тирозина находятся в специфической последовательности аминокислот с сигнатурой Yxx(L/I)x6-8Yxx(L/I), где Y, L, I обозначают остатки тирозина, лейцина и изолейцина, x – любые аминокислоты, а нижний индекс 6-8 указывает на последовательность длиной от 6 до 8 аминокислот. Этот мотив широко распространен в активаторных рецепторах некаталитического тирозинфосфорилированного рецептора (НТР) и называется иммунорецепторным тирозин-основанным активационным мотивом (ITAM). Уникальной особенностью Т-клеток является их способность различать пептиды, происходящие из здоровых, эндогенных клеток, и пептиды из чужеродных или аномальных (например, инфицированных или раковых) клеток в организме. Клетки, представляющие антиген, не различают собственные и чужеродные пептиды и обычно экспрессируют большое количество собственных pMHC на своей клеточной поверхности и лишь несколько копий любого чужеродного pMHC. Например, клетки, инфицированные ВИЧ, содержат всего 8–46 специфичных для ВИЧ pMHC по сравнению со 100 000 общих pMHC на клетку. Поскольку Т-клетки подвергаются положительной селекции в тимусе, существует ненулевое сродство между собственным pMHC и TCR. Тем не менее, сигнализация рецептора Т-клеток не должна активироваться собственным pMHC, чтобы эндогенные, здоровые клетки игнорировались Т-клетками. Однако, когда эти же клетки содержат даже незначительное количество патогенных pMHC, Т-клетки должны активироваться и инициировать иммунный ответ. Способность Т-клеток игнорировать здоровые клетки, но реагировать, когда эти же клетки экспрессируют небольшое количество чужеродных pMHC, известна как антигенная дискриминация. Для этого Т-клетки обладают очень высокой степенью антигенной специфичности, несмотря на то, что аффинность к пептиду/MHC-лиганду относительно низкая по сравнению с другими типами рецепторов. Аффинность, выраженная как константа диссоциации (Kd), между TCR и pMHC была определена методом поверхностного плазмонного резонанса (SPR) в диапазоне 1–100 мкМ, с частотой ассоциации (kon) 1000–10000 M−1 с−1 и частотой диссоциации (koff) 0,01–0,1 с−1. Для сравнения, цитокины имеют аффинность Kd = 10–600 пМ к своим рецепторам. Было показано, что даже одно изменение аминокислоты в представленном пептиде, влияющее на аффинность pMHC к TCR, снижает ответ Т-клеток и не может быть компенсировано более высокой концентрацией pMHC. Наблюдается отрицательная корреляция между скоростью диссоциации комплекса pMHC-TCR и силой ответа Т-клеток. Это означает, что pMHC, которые связывают TCR в течение более длительного времени, инициируют более сильную активацию Т-клеток. Кроме того, Т-клетки очень чувствительны; взаимодействие с одним pMHC достаточно для запуска активации. Т-клетки быстро переходят от антигенов, которые не вызывают ответа, быстро сканируя pMHC на клетке, представляющей антиген (APC), чтобы увеличить вероятность обнаружения специфичного pMHC. В среднем, Т-клетка взаимодействует с 20 APC в час. Были предложены различные модели молекулярных механизмов, лежащих в основе этого высокоспецифичного и высокочувствительного процесса антигенной дискриминации. Операционная модель просто предполагает, что ответ TCR пропорционален количеству pMHC, связанных с рецептором. Согласно этой модели, более короткий срок жизни пептида может быть компенсирован более высокой концентрацией, так что максимальный ответ Т-клеток остается прежним. Однако это не подтверждается экспериментами, и модель была в значительной степени отвергнута. Эта модель предсказывает, что максимальный ответ Т-клеток уменьшается для pMHC с более коротким сроком жизни. Эксперименты подтвердили эту модель. Антигенная чувствительность выше в Т-клетках, имеющих опыт взаимодействия с антигеном, чем в наивных Т-клетках. Наивные Т-клетки проходят процесс созревания функциональной авидности без изменения аффинности. Это основано на том, что эффекторные и клетки памяти (имеющие опыт взаимодействия с антигеном) менее зависимы от костимулирующих сигналов и более высокой концентрации антигена, чем наивные Т-клетки.

In the plasma membrane the TCR receptor chains α and β associate with six additional adaptor proteins to form an octameric complex. The complex contains both α and β chains, forming the ligand binding site, and the signaling modules CD3δ, CD3γ, CD3ε and CD3ζ in the stoichiometry TCR α β CD3εγ CD3εδ CD3ζζ. Charged residues in the transmembrane domain of each subunit form polar interactions allowing a correct and stable assembly of the complex. The cytoplasmic tail of the TCR is very short, hence the CD3 adaptor proteins containing the signaling motifs are needed for propagating the signal from the triggered TCR into the cell. The signaling motifs involved in TCR signaling are tyrosine residues in the cytoplasmic tail of these adaptor proteins that can be phosphorylated in the event of TCR pMHC binding. The tyrosine residues reside in a specific amino acid sequence of the signature Yxx(L/I)x6 8Yxx(L/I), where Y, L, I indicate tyrosine, leucine and isoleucine residues, x denotes any amino acids, the subscript 6 8 indicates a sequence of 6 to 8 amino acids in length. This motif is very common in activator receptors of the non catalytic tyrosine phosphorylated receptor (NTR) family and is referred to as immunoreceptor tyrosine based activation motif (ITAM). A unique feature of T cells is their ability to discriminate between peptides derived from healthy, endogenous cells and peptides from foreign or abnormal (e. g. infected or cancerous) cells in the body. Antigen presenting cells do not discriminate between self and foreign peptides and typically express a large number of self derived pMHCs on their cell surface and only a few copies of any foreign pMHC. For example, cells infected with HIV have only 8–46 HIV specific pMHCs, compared with 100,000 total pMHCs, per cell. Because T cells undergo positive selection in the thymus, there is a non negligible affinity between self pMHC and the TCR. Nevertheless, the T cell receptor signaling should not be activated by self pMHC so that endogenous, healthy cells are ignored by T cells. However, when these very same cells contain even minute quantities of pathogen derived pMHC, T cells must get activated and initiate immune responses. The ability of T cells to ignore healthy cells but respond when these same cells express a small number of foreign pMHCs is known as antigen discrimination. To do so, T cells have a very high degree of antigen specificity, despite the fact that the affinity to the peptide/MHC ligand is rather low in comparison to other receptor types. The affinity, given as the dissociation constant (Kd), between a TCR and a pMHC was determined by surface plasmon resonance (SPR) to be in the range of 1–100 μM, with an association rate (kon) of 1000 10000 M−1 s−1 and a dissociation rate (koff) of 0.01 0.1 s−1. In comparison, cytokines have an affinity of KD = 10–600 pM to their receptor. It has been shown that even a single amino acid change in the presented peptide that affects the affinity of the pMHC to the TCR reduces the T cell response and cannot be compensated by a higher pMHC concentration. A negative correlation between the dissociation rate of the pMHC TCR complex and the strength of the T cell response has been observed. That means, pMHC that bind the TCR for a longer time initiate a stronger activation of the T cell. Furthermore, T cells are highly sensitive; interaction with a single pMHC is enough to trigger activation. T cells move on quickly from antigens that do not trigger responses, rapidly scanning pMHC on an antigen presenting cell (APC) to increase the chance of finding a specific pMHC. On average, a T cell encounters 20 APCs per hour. Different models for the molecular mechanisms that underlie this highly specific and highly sensitive process of antigen discrimination have been proposed. The occupational model simply suggests that the TCR response is proportional to the number of pMHC bound to the receptor. Given this model, a shorter lifetime of a peptide can be compensated by higher concentration such that the maximum response of the T cell stays the same. However, this cannot be seen in experiments and the model has been widely rejected. This model predicts that maximum response of T cells decreases for pMHC with shorter lifetime. Experiments have confirmed this model. The antigen sensitivity is higher in antigen experienced T cells than in naive T cells. Naive T cells pass through the process of functional avidity maturation with no change in affinity. It is based on the fact that effector and memory (antigen experienced) T cell are less dependent on costimulatory signals and higher antigen concentration than naive T cell.

Сигнальный путь

Основная функция комплекса TCR – распознавание специфического связанного антигена, происходящего от потенциально опасного патогена, и инициирование отчетливого и критически важного ответа. Одновременно он должен игнорировать любые аутоантигены и проявлять толерантность к безвредным антигенам, таким как пищевые антигены. Механизм передачи сигнала, посредством которого Т-клетка запускает этот ответ при контакте со своим уникальным антигеном, называется активацией Т-клеток. При связывании с pMHC, TCR инициирует сигнальный каскад, включающий активацию факторов транскрипции и ремоделирование цитоскелета, что приводит к активации Т-клетки. Активированные Т-клетки секретируют цитокины, быстро пролиферируют, проявляют цитотоксическую активность и дифференцируются в эффекторные клетки и клетки памяти. При активации TCR, Т-клетки формируют иммунологический синапс, позволяющий им оставаться в контакте с антигенпрезентирующей клеткой в течение нескольких часов. На популяционном уровне активация Т-клеток зависит от силы стимуляции TCR, кривая доза-ответа лиганда на продукцию цитокинов имеет сигмоидальную форму. Однако активация Т-клеток на уровне одной клетки может характеризоваться ответом типа «цифровой переключатель», то есть Т-клетка полностью активируется, если стимул превышает определенный порог; в противном случае Т-клетка остается в неактивированном состоянии. Промежуточного состояния активации не существует. Надежная сигмоидальная кривая доза-ответа на популяционном уровне является результатом того, что отдельные Т-клетки имеют незначительно различающиеся пороговые значения. Фосфорилирование ITAMs опосредовано Src-киназой Lck. Lck закреплен на плазматической мембране посредством связывания с корецептором CD4 или CD8, в зависимости от подтипа Т-клеток. CD4 экспрессируется на Т-хелперах и регуляторных Т-клетках и специфичен для MHC класса II. CD8, напротив, специфичен для MHC класса I и экспрессируется на цитотоксических Т-клетках. Связывание корецептора с MHC приближает Lck к CD3 ITAMs. Показано, что 40% Lck активны даже до связывания TCR с pMHC и, следовательно, способны постоянно фосфорилировать TCR. Тоническая сигнализация TCR предотвращается присутствием фосфатазы CD45, которая удаляет фосфорильные группы с тирозиновых остатков и ингибирует инициацию сигнала. При связывании нарушается баланс между активностью киназы и фосфатазы, что приводит к избытку фосфорилирования и инициированию сигнала. Механизм, посредством которого связывание TCR приводит к такому нарушению, все еще обсуждается. Предложены механизмы, включающие конформационные изменения TCR, агрегацию TCR и кинетическую сегрегацию.

The essential function of the TCR complex is to identify specific bound antigen derived from a potentially harmful pathogen and elicit a distinct and critical response. At the same time it has to ignore any self antigen and tolerate harmless antigens such as food antigens. The signal transduction mechanism by which a T cell elicits this response upon contact with its unique antigen is termed T cell activation. Upon binding to pMHC, the TCR initiates a signaling cascade, involving transcription factor activation and cytoskeletal remodeling resulting in T cell activation. Active T cells secrete cytokines, undergo rapid proliferation, have cytotoxic activity and differentiate into effector and memory cells. When the TCR is triggered, T cells form an immunological synapse allowing them to stay in contact with the antigen presenting cell for several hours. On a population level, T cell activation depends on the strength of TCR stimulation, the dose–response curve of ligand to cytokine production is sigmoidal. However, T cell activation on a single cell level can be characterized by a digital switch like response, meaning the T cell is fully activated if the stimulus is higher than a given threshold; otherwise the T cell stays in its non activated state. There is no intermediate activation state. The robust sigmoid dose response curve on population level results from individual T cells having slightly different thresholds. Phosphorylation of ITAMs is mediated by the Src kinase Lck. Lck is anchored to the plasma membrane by associating with the co receptor CD4 or CD8, depending on the T cell subtype. CD4 is expressed on helper T cells and regulatory T cells, and is specific for MHC class II. CD8, on the other hand, specific for MHC class I, is expressed on cytotoxic T cells. Binding of the co receptor to the MHC brings Lck in close proximity to the CD3 ITAMs. It has been shown that 40% of Lck is active even before the TCR binds pMHC and therefore has the ability to constantly phosphorylate the TCR. Tonic TCR signalling is avoided by the presence of phosphatase CD45 that removes phosphorylation from tyrosine residues and inhibits signal initiation. Upon binding the balance of kinase activity to phosphatase activity is perturbed, leading to a surplus of phosphorylation and initiation of the signal. How such perturbation is accomplished by TCR binding is still debated. Mechanisms involving conformational change of TCR, TCR aggregation and kinetic segregation have been suggested.

Проксимальная сигнализация TCR

Фосфорилированные ИТАМ в цитоплазматических хвостах CD3 рекрутируют белковую тирозинкиназу Zap70, которая способна связываться с фосфорилированными остатками тирозина посредством своего SH2 домена. Это приближает Zap70 к Lck, что приводит к его фосфорилированию и активации Lck. Lck фосфорилирует ряд различных белков в TCR сигнальном пути. После активации Zap70 способен фосфорилировать множественные тирозиновые остатки трансмембранного белка LAT. LAT является каркасным белком, ассоциированным с мембраной. Сам по себе он не обладает каталитической активностью, но предоставляет сайты связывания для сигнальных молекул через фосфорилированные остатки тирозина. LAT ассоциируется с другим каркасным белком Slp 76 через адапторный белок Grap2, который обеспечивает дополнительные сайты связывания. Вместе LAT и Slp 76 формируют платформу для рекрутирования множества нисходящих сигнальных молекул. Приближая эти сигнальные молекулы друг к другу, они могут быть активированы Lck, Zap70 и другими киназами. Таким образом, комплекс LAT/Slp76 функционирует как высококооперативная сигналосома. Эти вторичные посредники усиливают TCR сигнал и распространяют первоначальную локализованную активацию на всю клетку, активируя протеиновые каскады, которые в конечном итоге приводят к активации факторов транскрипции. Факторами транскрипции, участвующими в сигнальном пути Т-клеток, являются NFAT, NF κB и AP1 – гетеродимер белков Fos и Jun. Для активации транскрипции гена интерлейкина 2 (IL2) необходимы все три фактора транскрипции.

НФАТ

Активация NFAT зависит от кальциевой сигнализации. IP3, производимый PLC γ, перестает быть связанным с мембраной и быстро диффундирует в клетке. Связывание IP3 с рецепторами кальциевых каналов на эндоплазматическом ретикулуме (ER) индуцирует высвобождение кальция (Ca2+) в цитозоль. Результирующее снижение концентрации Ca2+ в ER вызывает кластеризацию STIM1 на мембране ER, что, в свою очередь, приводит к активации CRAC-каналов плазматической мембраны, обеспечивая поступление дополнительного кальция в цитозоль из внеклеточного пространства. Таким образом, уровень Ca2+ в Т-клетке значительно повышается. Этот цитозольный кальций связывается с кальмодулином, индуцируя конформационное изменение белка, что позволяет ему связываться и активировать кальцинеурин. Кальцинеурин, в свою очередь, дефосфорилирует NFAT. В неактивированном состоянии NFAT не может проникнуть в ядро, поскольку последовательность ядерной локализации (NLS) не распознается ядерными транспортерами из-за фосфорилирования GSK 3. После дефосфорилирования кальцинеурином, транслокация NFAT в ядро становится возможной. Кроме того, имеются данные о том, что PI 3K посредством сигнальных молекул рекрутирует протеинкиназу AKT к клеточной мембране. AKT способен инактивировать GSK3, тем самым ингибируя фосфорилирование NFAT, что может способствовать активации NFAT.

NF-κB

Активация NF κB инициируется DAG – вторым, связанным с мембраной продуктом гидролиза PIP2 под действием PLCγ. DAG связывается и рекрутирует протеинкиназу C θ (PKCθ) к мембране, где она может активировать мембранный каркасный белок CARMA1. CARMA1 затем претерпевает конформационные изменения, позволяющие ему олигомеризоваться и связываться с адапторными белками BCL10, CARD-доменом и MALT1. Этот многосубъединичный комплекс связывает убиквитинлигазу TRAF6. Убиквитинирование TRAF6 служит платформой для рекрутирования NEMO, IκB-киназы (IKK) и TAK1. TAK1 фосфорилирует IKK, который, в свою очередь, фосфорилирует ингибитор NF κB IκB, что приводит к убиквитинированию и последующей деградации IκB. IκB блокирует ядерный локализационный сигнал (NLS) NF κB, тем самым предотвращая его транслокацию в ядро. После деградации IκB он больше не может связываться с NF κB, и NLS NF κB становится доступным для ядерной транслокации.

АП1

Активация AP1 включает три пути передачи сигналов MAPK. Эти пути используют фосфорилирующий каскад из трех последовательно действующих белковых киназ для передачи сигнала. Три MAPK-пути в Т-клетках включают киназы различной специфичности, принадлежащие к семействам MAP3K, MAP2K и MAPK. Первоначальная активация осуществляется GTPазами Ras или Rac, которые фосфорилируют MAP3K. Каскад, включающий ферменты Raf, MEK1 и ERK, приводит к фосфорилированию Jun, что вызывает конформационное изменение, позволяющее Jun связываться с Fos и, следовательно, формировать AP1. AP1 затем функционирует как фактор транскрипции. Raf активируется посредством второго мессенджера DAG, SOS и Ras. DAG, среди других белков, рекрутирует RAS-гуаниннуклеотид-высвобождающий белок (RasGRP), являющийся фактором обмена гуаниновых нуклеотидов (GEF), к мембране. RasGRP активирует малую GTPазу Ras, осуществляя обмен связанного с Ras гуанозиндифосфата (GDP) на гуанозинтрифосфат (GTP). Ras также может быть активирован гуаниннуклеотидным обменным фактором SOS, который связывается с LAT-сигналосомой. Затем Ras инициирует каскад MAPK. Второй MAPK-каскад с MEKK1, JNKK и JNK индуцирует экспрессию белка Jun. Другой каскад, также включающий MEKK1 в качестве MAPK3, но затем активирующий MKK3/6 и p38, индуцирует транскрипцию Fos. Активация MEKK1, помимо активации Ras, включает рекрутирование Slp76 GEF Vav к LAT-сигналосоме, которая затем активирует GTPазу Rac. Rac и Ras активируют MEKK1 и тем самым инициируют каскад MAPK.