Los receptores del factor de crecimiento derivado de plaquetas ( PDGF-R ) son receptores de tirosina quinasa de la superficie celular para miembros de la familia del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF). Las subunidades -A y -B del PDGF son factores importantes que regulan la proliferación celular , la diferenciación celular , el crecimiento celular , el desarrollo y muchas enfermedades, incluido el cáncer . [2] Hay dos formas de PDGF-R, alfa y beta , cada una codificada por un gen diferente. [3] Dependiendo de qué factor de crecimiento esté unido, PDGF-R se homo o heterodimeriza. [4]
La familia PDGF consta de PDGF-A, -B, -C y -D, que forman homo o heterodímeros ( PDGF-AA, -AB, -BB, -CC, -DD). Los cuatro PDGF están inactivos en sus formas monoméricas . Los PDGF se unen a los receptores de proteína tirosina quinasa, receptor PDGF-α y -β. Estas dos isoformas del receptor se dimerizan al unirse al dímero PDGF, lo que lleva a tres posibles combinaciones de receptores, a saber, -αα, -ββ y -αβ. La región extracelular del receptor consta de cinco dominios similares a inmunoglobulinas , mientras que la parte intracelular es un dominio de tirosina quinasa . Los sitios de unión de ligandos de los receptores se encuentran en los tres primeros dominios similares a inmunoglobulinas. PDGF-CC interactúa específicamente con PDGFR-αα y -αβ, pero no con -ββ y, por lo tanto, se parece a PDGF-AB. PDGF-DD se une a PDGFR-ββ con alta afinidad y a PDGFR-αβ en un grado notablemente menor y, por lo tanto, se considera específico de PDGFR-ββ. PDGF-AA se une sólo a PDGFR-αα, mientras que PDGF-BB es el único PDGF que puede unirse a las tres combinaciones de receptores con alta afinidad. [5]
La dimerización es un requisito previo para la activación de la quinasa . La activación de la quinasa se visualiza como la fosforilación de tirosina de las moléculas del receptor, que ocurre entre las moléculas del receptor dimerizadas ( transfosforilación ). Junto con la dimerización y la activación de la quinasa, las moléculas receptoras experimentan cambios conformacionales , que permiten que una actividad quinasa basal fosforile un residuo de tirosina crítico , "desbloqueando" así la quinasa, lo que lleva a una actividad enzimática completa dirigida hacia otros residuos de tirosina en las moléculas receptoras como así como otros sustratos para la quinasa. La expresión de ambos receptores y de cada uno de los cuatro PDGF está bajo control independiente, lo que confiere al sistema PDGF/PDGFR una gran flexibilidad. Los diferentes tipos de células varían mucho en la proporción de isoformas de PDGF y PDGFR expresados. Diferentes estímulos externos como la inflamación , el desarrollo embrionario o la diferenciación modulan la expresión del receptor celular permitiendo la unión de algunos PDGF pero no de otros. Además, algunas células muestran solo una de las isoformas de PDGFR, mientras que otras células expresan ambas isoformas, simultáneamente o por separado.
Los sitios de fosforilación de tirosina en los receptores del factor de crecimiento tienen dos propósitos principales: controlar el estado de actividad de la quinasa y crear sitios de unión para moléculas de transducción de señales posteriores , que en muchos casos también son sustratos para la quinasa. La segunda parte del dominio tirosina quinasa en el receptor PDGFβ está fosforilada en Tyr-857, y los receptores mutantes que transportan fenilalanina en esta posición tienen una actividad quinasa reducida. Por lo tanto, a Tyr-857 se le ha asignado un papel en la regulación positiva de la actividad quinasa. [6] Se han identificado sitios de fosforilación de tirosina implicados en la unión de moléculas de transducción de señales en el dominio yuxtamembrana, el inserto de quinasa y en la cola C-terminal del receptor PDGFβ. El residuo de tirosina fosforilado y, en general, tres residuos de aminoácidos C-terminales adyacentes forman sitios de unión específicos para moléculas de transducción de señales. La unión a estos sitios implica tramos conservados comunes, denominados dominio de homología Src (SH) 2 y/o dominios de unión a fosfotirosina (PTB). La especificidad de estas interacciones parece ser muy alta, ya que los receptores mutantes que portan residuos de fenilalanina en uno o varios de los diferentes sitios de fosforilación generalmente carecen de la capacidad de unirse a la molécula de transducción de señales objetivo. Las moléculas de transducción de señales están equipadas con diferentes actividades enzimáticas o son moléculas adaptadoras, que en algunos casos, aunque no en todos, se encuentran en complejos con subunidades que tienen actividad catalítica. Tras la interacción con el receptor activado, las actividades catalíticas se regulan positivamente, mediante la fosforilación de tirosina u otros mecanismos, generando una señal que puede ser única para cada tipo de molécula de transducción de señales.
El examen de las diferentes cascadas de señalización inducidas por RTK estableció las vías de la proteína quinasa activada por mitógenos/Ras (MAPK), la quinasa PI-3 y la fosfolipasa-γ (PLCγ) como mediadores clave de la señalización de PDGFR. [7] [8] Además, se ha establecido que la activación de STAT3 dependiente de especies reactivas de oxígeno (ROS) es un mediador clave de la señalización de PDGFR en las células del músculo liso vascular. [9]
La proteína adaptadora Grb2 forma un complejo con Sos mediante el dominio SH3 de Grb2 . Grb2 (o el complejo Grb2/Sos) es reclutado en la membrana mediante la unión del dominio SH2 de Grb2 a SHP2 unido a PDGFR activado (también conocido como PTPN11 , un PTP citosólico ), permitiendo así la interacción con Ras y el intercambio de GDP por GTP en ras . Mientras que la interacción entre Grb2 y PDGFR se produce mediante la interacción con la proteína SHP2, Grb2 se une al EGFR activado a través de Shc , otra proteína adaptadora que forma un complejo con muchos receptores a través de su dominio PTB . [10] Una vez activado, Ras interactúa con varias proteínas, a saber, Raf. "Raf activado estimula la MAPK-quinasa (MAPKK o MEK) fosforilando un residuo de serina en su bucle de activación" . Luego, MAPKK fosforila MAPK (ERK1/2) en los residuos T e Y en el bucle de activación que conduce a su activación. La MAPK activada fosforila una variedad de sustratos citoplasmáticos, así como factores de transcripción, cuando se transloca al núcleo. Se ha descubierto que los miembros de la familia MAPK regulan diversas funciones biológicas mediante la fosforilación de moléculas diana particulares (como factores de transcripción, otras quinasas, etc.) ubicadas en la membrana celular, el citoplasma y el núcleo y, por lo tanto, contribuyen a la regulación de diferentes procesos celulares, como la célula. proliferación, diferenciación, apoptosis e inmunorespuestas .
La fosfolípido quinasa de clase IA, PI-3 quinasa, es activada por la mayoría de las RTK. De manera similar a otras proteínas que contienen dominio SH2, la PI-3 quinasa forma un complejo con sitios PY en receptores activados. La función principal de la activación de PI3K es la generación de PIP3, que funciona como un segundo mensajero para activar las tirosina quinasas Btk e Itk, las quinasas Ser/Thr PDK1 y Akt (PKB). Las principales funciones biológicas de la activación de Akt se pueden clasificar en tres categorías: supervivencia, proliferación y crecimiento celular. También se sabe que Akt está implicado en varios cánceres, particularmente de mama. PLCγ es reclutado inmediatamente por una RTK activada mediante la unión de sus dominios SH2 a los sitios de fosfotirosina del receptor. Después de la activación, PLCγ hidroliza su sustrato PtdIns(4,5)P2 y forma dos segundos mensajeros, diacilglicerol e Ins(1,4,5)P3. Ins(1,4,5)P3 estimula la liberación de Ca 2+ de los suministros intracelulares. Luego, el Ca 2+ se une a la calmodulina, que posteriormente activa una familia de proteínas quinasas independientes de la calmodulina (CamK). Además, tanto el diacilglicerol como el Ca 2+ activan a miembros de la familia PKC. Los segundos mensajeros generados por la hidrólisis de PtdIns(4,5)P2 estimulan una variedad de procesos intracelulares como la proliferación, la angiogénesis y la motilidad celular.
