Bruton tirozin kináz

A Bruton-tirozin-kináz (  Bruton tirozin-kináz, BTK ) egy nem -receptor tirozin-kináz , amely a Tec-protein-kinázok családjába tartozik .

A Bruton-tirozin-kináz fontos szerepet játszik a B-limfociták és más emlősvérsejtek érésében és működésében . A legnagyobb figyelmet az enzim humán és egérváltozatainak tanulmányozására fordítják. A fehérje génjének mutációi okozzák a Bruton-kórt (X-hez kötött agammaglobulinémia), amelyről a nevét is kapta. A Bruton-tirozin-kináz a pre-B-sejt- és B-sejt-receptoroktól kiinduló jelátviteli útvonalak összetevője . Tekintettel ezeknek az útvonalaknak a B-sejtek számára való nagy jelentőségére, ez a tirozin-kináz ígéretes célpontnak tekinthető a krónikus limfocitás leukémia és az autoimmun betegségek kezelésében [1] .

A gén felfedezésének és szerkezetének története

A Bruton tirozin kináz gént 1993-ban két független csoport azonosította, mint az agammaglobulinémia ( Bruton-kór ) kialakulásában szerepet játszó gént [2] [3] . A génről kimutatták, hogy az X kromoszóma hosszú karján található . A Bruton tirozin kináz gén mérete körülbelül 37,5 kb , és 19 exont tartalmaz [1] . Ennek a génnek több mint 1000 különböző mutációját azonosították agammaglobulinémiás betegekben [4] . A génmátrixon 2,7 ezer nukleotid méretű mRNS szintetizálódik. Még nem állnak rendelkezésre adatok a tirozin-kináz pre-mRNS alternatív splicing lehetőségéről normál sejtekben. A leukémia bizonyos típusaiban azonban helytelenül összeillesztett mRNS-eket találnak, amelyeken a Bruton-féle tirozin-kináz molekulák szintetizálódnak, amelyeknek nincs kinázaktivitásuk [5] .

A tirozin-kináz funkcionális formájának hiánya agammaglobulinémiában szenvedő betegeknél a B-limfociták és az antitestek számának erős csökkenéséhez vezet a vérben. A tirozin-kináz gén hasonló mutációi egerekben X-hez kötött immunhiányos állapotot okoznak. Megnyilvánulásai kevésbé kifejezettek, mint az emberben, például a perifériás B-limfociták száma csak a felére csökken [6] [7] .

Eloszlás és intracelluláris lokalizáció

A Bruton-féle tirozin-kináz a B-limfocitákra jellemző fejlődésük különböző szakaszaiban: a fejlődő sejtekben a csontvelő tartalmazza a legtöbb fehérjét, a sejtek vérbe jutásával csökken a mennyisége, és az enzim már nem található meg a plazmában . cellák [8] [9] [10] . Ezenkívül a Bruton-tirozin-kináz más csontvelői eredetű sejtekben is jelen van: monocitákban / makrofágokban , hízósejtekben , neutrofilekben , eritroblasztokban, vérlemezkékben , dendritikus sejtekben és oszteoklasztokban [11] [12] [13] [14] [15] [ 16] [17 ] [18] . Ez a kináz azonban nyilvánvalóan nem szintetizálódik a T-limfocitákban [10] . A Bruton-féle tirozin-kináz minden más sejtnél fontosabb szerepet játszik a B-limfociták sorsában. Ezt támasztja alá az a tény, hogy Bruton-kórban az enzimgén mutációi elsősorban ezen sejtek érését befolyásolják [1] . Más sejttípusokban úgy tűnik, hogy a tirozin-kináz funkcióit más enzimek duplikálják.

Az emlős Bruton-féle tirozin-kinázzal homológ fehérjéket madarakban , halakban és rovarokban is találtak [19] [20] [21] . A fehérjék aminosav-szekvenciájának evolúciós konzerválása ellenére azonban funkcióik eltérőek a különböző szervezetcsoportokban. Például a Drosophilában a tirozin-kináz homológ fontos a férfi nemi szervek fejlődésében, míg emlősökben ez az enzim az immunrendszer sejtjeinek fejlődésében és működésében vesz részt .

A Bruton-féle tirozin-kináz főként a sejt citoplazmájában lokalizálódik . Aktiváláskor az enzim a PH domén (lásd alább) kölcsönhatása következtében a plazmamembránba kerül a komponenseivel. A fehérje kis mennyisége a sejtmagban is megtalálható , ami arra utal, hogy a tirozin-kináz kering a sejtmag és a citoplazma között. Ismeretes, hogy az enzim exportálását a sejtmagjukból az exportin Crm1 biztosítja [22] .

Szerkezet

A humán Bruton tirozin kináz 659 aminosavból áll, és molekulatömege körülbelül 77 kDa . A fehérjében a következő doméneket különböztetik meg az N-terminálistól kezdve: PH domén (a plextrinnel homológ domén), TH domén (Tec-vel homológ domén; egy Btk motívumból és egy poliprolin régióból áll), SH2 domén , SH3 domén és katalitikus kináz domén [1] .

A Bruton-féle tirozin-kináz PH doménje jellegzetes redővel rendelkezik, és egy erősen ívelt hétszálú antiparallel β-lemezből és egy C-terminális α-hélixből áll . A PH domén megköti a citoplazma membrán foszfatidil-inozitol-foszfátjait . A Bruton-kórhoz kapcsolódó PH domén mutációi a szubsztrátkötésben közvetlenül részt vevő aminosavakat érintik [23] .

A Btk motívum egy 7-8 aminosavból álló linkerrel kapcsolódik a PH domén C-terminális részéhez. A Btk-motívum globuláris magja a PH domén 5-ös és 7-es β-szálaival szemben van felhajtva. Általában a Btk-motívum egy hosszú hurok, amely magára hajtódik, és ebben a helyzetben a cink -ion tartja , amely koordinációs kötéseket hoz létre a hisztidin- és cisztein-maradékokkal . A cinkion nélkülözhetetlen az optimális enzimaktivitáshoz és stabilitáshoz. A Bruton-kórhoz kapcsolódó egyik enzimmutáció az egyik cinkkötő cisztein-maradékot érinti [23] .

Az SH2 domén biztosítja a foszfotirozint tartalmazó peptidek felismerését és megkötését. Az SH3 domén más fehérjék prolinban gazdag régióihoz kötődik [24] .

rendelet

A BTK mennyisége és tevékenysége több szinten szabályozott.

Transzkripciós szabályozás

Ismeretes , hogy számos transzkripciós faktor kötődik a BTK gén promoteréhez és aktiválja azt : Sp1, Sp3, Spi-B, PU.1, OCT1/OBF1 és NF-κB (p65/p50 komplex). Utóbbi esetben a BTK katalitikus aktivitása szükséges az NF-κB sejtmagba történő transzlokációjához, azaz a Bruton-féle tirozin-kináz autoregulációja a pozitív visszacsatolási mechanizmus szerint megy végbe [25] .

Részvétel az intracelluláris jelátvitelben

Funkciók

A Bruton-féle tirozin-kináz számos rák , elsősorban leukémia kialakulásában játszik szerepet . Egyes bizonyítékok a BTK onkogén tulajdonságaira , mások tumorszuppresszor tulajdonságaira utalnak [26] .

Szerep a betegségek kialakulásában

B-sejtes akut limfoblaszt leukémia

A BTK gén inaktiváló szomatikus mutációi B-sejtes akut limfoblaszt leukémiában viszonylag ritkák [5] [27] . Sok esetben azonban aberránsan összeillesztett BTK mRNS-eket találnak leukémiás sejtekben , amelyeken a kináz domént nem tartalmazó csonka fehérjeformák szintetizálódnak [28] [29] .

Inhibitorok

A Bruton-féle tirozin-kináz bizonyos betegségek patogenezisében betöltött különleges szerepének megértése kinázaktivitás- gátlók létrehozásához vezetett terápiás felhasználásra. Az egyik első kifejlesztett a Tec családba tartozó LFM-A13 reverzibilis kináz inhibitor volt, amely a tirozin kináz katalitikus üregéhez kötődik, amelyet a Leu-460, Tyr-476, Arg-525 és Asp-539 csoportok határoznak meg [30]. . Az LFM-A13 gátolja a BTK -t in vitro 7,5 mikromol/liter IC50 értékkel . 2013-ig nem érkeztek adatok az LFM-A13 klinikai aktivitásáról [31] .

2013-ra más, reverzibilis BTK-gátlókat is kifejlesztettek: ONO-WG-307, GDC-0834 és dasatinib . Az ONO-WG-307 blokkolja a BTK autofoszforilációját a Tyr-223 pozícióban IC50=2nmol/liter értékkel. A preklinikai vizsgálatok során ez az inhibitor hatásosnak bizonyult a diffúz nagy B-sejtes limfóma ABC altípusa, follikuláris limfóma és krónikus limfocitás leukémia ellen [31] .

A dasatinibet a BCR-ABL1 tirozin kináz aktivitásának inhibitoraként fejlesztették ki, és a krónikus mieloid leukémia és az akut B-sejtes limfoblaszt leukémia kezelésére használják, amelyet a BCR-ABL1 kiméra onkogén jelenléte jellemez . Azonban azt is kimutatták, hogy reverzibilisen gátolja a Bruton-féle tirozin kinzt 5 nanomol/liter IC50 értékkel [32] . A dasatinibet egy II. fázisú klinikai vizsgálatban tesztelték visszaeső vagy rezisztens krónikus limfocitás leukémiában szenvedő betegeken. Az esetek 20%-ában reagáltak a gyógyszerre, de gyakori súlyos mellékhatásokat is észleltek [33] .

A BTK-gátlók második csoportját a kovalens irreverzibilis inhibitorok alkotják, mint például az ibrutinib (PCI-32765) és az AVL-292 (CC-292). Mindkét molekula kovalens kötést hoz létre a Cys-481-gyel a kináz aktív helyén. Ezek az inhibitorok specifikusabbak a Bruton-féle tirozinkinzre, és IC50-értékük 0,5 nanomol/liter.

Jegyzetek

1. ↑ 1 2 3 4 Mohamed AJ, Yu L., Bäckesjö CM, Vargas L., Faryal R., Aints A., Christensson B., Berglöf A., Vihinen M., Nore BF, Smith CI Bruton's tirozin kinase (Btk) : funkció, szabályozás és transzformáció, különös tekintettel a PH tartományra  //  Immunol Rev : folyóirat. - 2009. - 1. évf. 228. sz . 1 . - P. 58-73 . - doi : 10.1111/j.1600-065X.2008.00741.x . — PMID 19290921 .
2. ↑ Tsukada S., Saffran DC, Rawlings DJ, Parolini O., Allen RC, Klisak I., Sparkes RS, Kubagawa H., Mohandas T., Quan S. et al. A B-sejtes citoplazmatikus tirozin-kináz hiányos expressziója humán X-kapcsolt agammaglobulinémiában  (angol)  // Sejt  : folyóirat. - Cell Press , 1993. - Vol. 72 , sz. 2 . - 279-290 . - doi : 10.1016/0092-8674(93)90667-F . — PMID 8425221 .
3. ↑ Vetrie D., Vorechovský I., Sideras P., Holland J., Davies A., Flinter F., Hammarström L., Kinnon C., Levinsky R., Bobrow M., et al. Az X-kapcsolt agammaglobulinémiában szerepet játszó gén a protein-tirozin kinázok src családjának tagja  //  Nature : Journal. - 1993. - 1. évf. 361. sz . 6409 . - P. 226-233 . - doi : 10.1038/361226a0 . — PMID 8380905 .
4. ↑ BTKbase Archiválva : 2006. február 16.
5. ↑ 1 2 Feldhahn N., Río P., Soh BN, Liedtke S., Sprangers M., Klein F., Wernet P., Jumaa H., Hofmann WK, Hanenberg H., Rowley JD, Müschen M. Deficiency of Bruton's tirozin kináz B-sejt prekurzor leukémia sejtekben  (angol)  // Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának közleménye  : folyóirat. - 2005. - 20. évf. 102 , sz. 37 . - P. 13266-13271 . - doi : 10.1073/pnas.0505196102 . — PMID 16141323 . Archiválva az eredetiből 2015. október 26-án.
6. ↑ Khan WN, Alt FW, Gerstein RM, Malynn BA, Larsson I., Rathbun G., Davidson L., Müller S., Kantor AB, Herzenberg LA, et al. Hibás B-sejtek fejlődése és működése Btk-hiányos egerekben  (angol)  // Immunity : Journal. - Cell Press , 1995. - Vol. 3 , sz. 3 . - 283-299 . o . — PMID 7552994 .
7. ↑ Kerner JD, Appleby MW, Mohr RN, Chien S., Rawlings DJ, Maliszewski CR, Witte ON, Perlmutter RM Az egér B-sejt progenitorok Btk hiányában károsodott expanziója  //  Immunity : Journal. - Cell Press , 1995. - Vol. 3 , sz. 3 . - P. 301-312 . — PMID 7552995 .
8. ↑ Genevier HC, Hinshelwood S., Gaspar HB, Rigley KP, Brown D., Saeland S., Rousset F., Levinsky RJ, Callard RE, Kinnon C. et al. Bruton tirozin-kináz fehérje expressziója a B-sejtvonalon belül  (angol)  // European Journal of Immunology : folyóirat. - 1994. - 1. évf. 24 , sz. 12 . - P. 3100-3105 . - doi : 10.1002/eji.1830241228 . — PMID 7805739 .
9. ↑ Nisitani S., Satterthwaite AB, Akashi K., Weissman IL, Witte ON, Wahl MI Bruton tirozin kináz expressziójának poszttranszkripciós szabályozása antigénreceptor-stimulált lép B-sejtekben   // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : folyóirat. - 2000. - Vol. 97 , sz. 6 . - P. 2737-2742 . — PMID 10688914 .
10. ↑ 1 2 Smith CI, Baskin B., Humire-Greiff P., Zhou JN, Olsson PG, Maniar HS, Kjellén P., Lambris JD, Christensson B., Hammarström L., et al. A Bruton-agammaglobulinemia tirozin kináz gén, a BTK expressziója szelektíven leszabályozott a T-limfocitákban és a plazmasejtekben  //  Journal of Immunology : folyóirat. - 1994. - 1. évf. 152. sz . 2 . - P. 557-565 . — PMID 8283037 .
11. ↑ Kawakami Y., Yao L., Miura T., Tsukada S., Witte ON, Kawakami T. Tyrosine phosphorylation and activation of Bruton tirozin kinase upon Fc epsilon RI crosslinking  //  Molecular and Cellular Biology : folyóirat. - 1994. - 1. évf. 14 , sz. 8 . - P. 5108-5113 . - doi : 10.1128/MCB.14.8.5108 . — PMID 7518558 .
12. ↑ Mukhopadhyay S., Mohanty M., Mangla A., George A., Bal V., Rath S., Ravindran B. Tyrosine phosphorylation and activation of Bruton tirozin kinase upon Fc epsilon RI cross-  linking  Molecular// : folyóirat. - 1994. - 1. évf. 14 , sz. 8 . - P. 5108-5113 . - doi : 10.1128/MCB.14.8.5108 . — PMID 7518558 .
13. ↑ Futatani T., Miyawaki T., Tsukada S., Hashimoto S., Kunikata T., Arai S., Kurimoto M., Niida Y., Matsuoka H., Sakiyama Y., Iwata T., Tsuchiya S., Tatsuzawa O., Yoshizaki K., Kishimoto T. Bruton tirozin-kináz hiányos expressziója monocitákban X-hez kötött agammaglobulinémiából, áramlási citometriás elemzéssel értékelve és klinikai alkalmazása hordozó  kimutatásban //  Blood : folyóirat. – Amerikai Hematológiai Társaság, 1998. - Vol. 91 , sz. 2 . - P. 595-602 . - doi : 10.1128/MCB.14.8.5108 . — PMID 9427714 .
14. ↑ Quek LS, Bolen J., Watson SP A Bruton-féle tirozin-kináz (Btk) szerepe a kollagén általi trombocitaaktiválásban  //  Current Biology  : Journal. - Cell Press , 1998. - Vol. 8 , sz. 20 . - P. 1137-1140 . - doi : 10.1016/S0960-9822(98)70471-3 . — PMID 9778529 .
15. ↑ Robinson D., Chen HC, Li D., Yustein JT, He F., Lin WC, Hayman MJ, Kung HJ Tyrosine kinase expressziós profilok csirke eritro-progenitor sejtek és onkogénnel transzformált eritroblasztok  //  J Biomed sci. : folyóirat. - 1998. - 1. évf. 5 , sz. 2 . - P. 93-100 . — PMID 9662068 .
16. ↑ Gilbert C., Levasseur S., Desaulniers P., Dusseault AA, Thibault N., Bourgoin SG, Naccache PH Kemotaktikus faktor-induced recruitment and activation of Tec family kinases in human neutrophils. II. Az LFM-A13, egy specifikus Btk-gátló hatásai  //  Journal of Immunology : folyóirat. - 2003. - 1. évf. 170 , sz. 10 . - P. 5235-5243 . — PMID 12734372 .
17. ↑ Gagliardi MC, Finocchi A., Orlandi P., Cursi L., Cancrini C., Moschese V., Miyawaki T., Rossi P. Bruton's tyrozin kinase defect in dendritic cells from X-linked agammaglobulinaemiás betegek nem befolyásolja azok differenciálódását, érés és antigénprezentáló sejtfunkció  (angol)  // Klinikai és kísérleti immunológia : folyóirat. - 2003. - 1. évf. 133. sz . 1 . - 115-122 . o . - doi : 10.1046/j.1365-2249.2003.t01-1-02178.x . — PMID 12823285 .
18. ↑ Lee SH, Kim T., Jeong D., Kim N., Choi Y. The Tec Family Tyrosine Kinase Btk Regulates RANKL-induced Osteoclast Maturation  //  Journal of Biological Chemistry  : Journal. - 2008. - Vol. 283. sz . 17 . - P. 11526-11534 . - doi : 10.1074/jbc.M708935200 . — PMID 18281276 .
19. ↑ Az mRNS nukleotidszekvenciája BTK Gallus gallus
20. ↑ Haire RN, Strong SJ, Litman GW Tec-family nem-receptor tirozin kináz expresszálódik zebrahalvesében  //  Immunogenetics: Journal. - 1998. - 1. évf. 47 , sz. 4 . - P. 336-337 . — PMID 9472071 .
21. ↑ Baba K., Takeshita A., Majima K., Ueda R., Kondo S., Juni N., Yamamoto D. The Drosophila Bruton's tyrozin kinase (Btk) homolog is needs for adult survival and male genitalis  formation  // Molekuláris és Sejtbiológia : folyóirat. - 1999. - 1. évf. 19 , sz. 6 . - P. 4405-4413 . — PMID 10330180 .
22. ↑ Mohamed AJ, Vargas L., Nore BF, Backesjo CM, Christensson B., Smith CI Nucleocytoplasmic shuttling of Bruton's tirozin kinase  //  Journal of Biological Chemistry  : folyóirat. - 2000. - Vol. 275. sz . 51 . - P. 40614-40619 . - doi : 10.1074/jbc.M006952200 . — PMID 11016936 .
23. ↑ 1 2 Hyvönen M., Saraste M. A PH domén és a Btk motívum szerkezete Bruton tirozin kinázból: molekuláris magyarázatok az X-kapcsolt agammaglobulinémiára  // EMBO J. - 1997. - Vol. 16 , no. 12 . - S. 3396-3404 . — PMID 9218782 . Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 27.
24. ↑ Uckun FM Bruton tirozin kináz (BTK), mint az apoptózis kettős funkciójú szabályozója // Biochem Pharmacol. - 1998. - T. 56 , sz. 6 . - S. 683-691 . — PMID 9751072 .
25. ↑ Yu L., Mohamed AJ, Simonson OE, Vargas L., Blomberg KE, Björkstrand B., Arteaga HJ, Nore BF, Smith CI Proteasome-dependent autoregulation of Bruton tirozin kinase (Btk) promoter via NF-  kappaB  // Blood. – Amerikai Hematológiai Társaság, 2008. - 20. évf. 111 , iss. 9 . - P. 4617-4626 . - doi : 10.1182/blood-2007-10-121137 . — PMID 18292289 .
26. ↑ Hendriks RW, Kersseboom R. Az SLP-65 és a Btk részvétele a pre-B sejtek tumorszuppressziójában és malignus transzformációjában // Semin Immunol. - 2006. - T. 18 , sz. 1 . - S. 67-76 . — PMID 16300960 .
27. ↑ Katz FE, Lovering RC, Bradley LA, Rigley KP, Brown D., Cotter F., Chessells JM, Levinsky RJ, Kinnon C. Az X-kapcsolt agammaglobulinemia gén expressziója, btk B-sejtes akut limfoblasztos leukémiában // Leukémia . - 1994. - T. 8 , sz. 4 . - S. 574-577 . — PMID 8152253 .
28. ↑ Goodman PA, Wood CM, Vassilev AO, Mao C., Uckun FM A Bruton tirozin kináz hibás expressziója akut limfoblasztos leukémiában // Leuk Lymphoma. - 2003. - T. 44 , sz. 6 . - S. 1011-1018 . — PMID 12854903 .
29. ↑ Feldhahn N., Klein F., Mooster JL, Hadweh P., Sprangers M., Wartenberg M., Bekhite MM, Hofmann WK, Herzog S., Jumaa H., Rowley JD, Müschen M. Mimicry of a konstitutively active pre -B-sejt receptor akut limfoblaszt leukémia sejtekben  // J Exp Med. - 2005. - T. 201 , szám. 11 . - S. 1837-1852 . — PMID 15939795 .
30. ↑ Mahajan S., Ghosh S., Sudbeck EA, Zheng Y., Downs S., Hupke M., Uckun FM Egy új leukémia elleni szer racionális tervezése és szintézise, ​​amely Bruton tirozin-kinázt (BTK), LFM-A13 [alfa] -ciano-béta-hidroxi-béta-metil-N-(2,5-dibróm-fenil)-propénamid ] // J Biol Chem. - 1999. - T. 274 , szám. 14 . - S. 9587-9599 . — PMID 10092645 . Archiválva az eredetiből 2017. október 11-én.
31. ↑ 1 2 Aalipour A., ​​​​Advani RH Bruton tirozin kináz inhibitorok: ígéretes új, célzott kezelés a B-sejtes limfómák számára // Br J Haematol. - 2013. - T. 163 , sz. 4 . - S. 436-443 . - doi : 10.1111/bjh.12573 . — PMID 24111579 .
32. ↑ Hantschel O., Rix U., Schmidt U., Bürckstümmer T., Kneidinger M., Schütze G., Colinge J., Bennett KL, Ellmeier W., Valent P., Superti-Furga G. A Btk tirozin kináz is a Bcr-Abl inhibitor dasatinib fő célpontja  // Proc Natl Acad Sci US A. - 2007. - Vol. 104 , no. 33 . - S. 13283-13288 . — PMID 17684099 .
33. ↑ Amrein PC, Attar EC, Takvorian T., Hochberg EP, Ballen KK, Leahy K. .M., Fisher DC, Lacasce AS, Jacobsen ED, Armand P., Hasserjian RP, Werner L., Neuberg D., Brown JR A dasatinib II. fázisú vizsgálata kiújult vagy refrakter krónikus limfocitás leukémiában  // Clin Cancer Res. - 2011. - T. 17 , sz. 9 . - S. 2977-2986 . - doi : 10.1158/1078-0432.CCR-10-2879 . — PMID 21402714 .