医学毕业论文粘附斑激酶信号转导与串话研究进展.doc

粘附斑激酶信号转导与串话研宄进展姓 名： 2014年6月25日粘附斑激酶信号转导与串话研究进展【关键词】粘附斑激酶［关键词］粘附斑激酶；信号转导；串话Progress in research on focal adhesion kinase signal transduction and crosstalk粘附斑激酶（focal adhesion kinase, FAK）是细胞质中的非受体酪氨酸蛋白 激酶，分子量125 kD,缺乏跨膜区［1］,但包含SH2和SH3结合序列它包含 6 个可以被磷酸化的酪氨酸，即 Tyr397、Tyr407、Tyr576、Tyr577、Tyr861、Tyr925 氨基端Tyr397是主要的自主憐酸化部位，可与Src家族（Sre、Yes、Fyn等）的 SH2结构域结合；在激酶区的活化环内Tyr576和Tyr577是Src家族激酶磷酸化 的主要部位［2］,其次是羧基端的Tyr861和Tyr925，Tyr861磷酸化可参与纤维 原细胞中Ras信号通路［3］, Tyr925磷酸化可参与磷酸二酯酶alpha/ATX调控髓 鞘形成过程［4］整合素、生长因子、机械刺激（牵拉）、高渗压等因素可激活FAK ［5, 6］， 诱导Tyr397和Tyr577快速磷酸化。

当整合素与细胞外基质成分结合时，其p亚 基胞内结构域与FAK氨基端结合，羧基端FAK与粘附斑趋近，激酶结构域处于 活化状态，短暂的FAK分子二聚作用导致Tyr397分子间磷酸化［7］，并且，Tyr861 高度磷酸化，可能促进Tyr397磷酸化［8］, Tyr397自主磷酸化而产生Src家族激酶结合的高亲和力位点，形成FAKSrc信号转导复合物Src羧基端的调节性 酪氨酸被FAK的Tyr397取代，而被激活；活化的Src催化FAK其他酪氨酸尤其 是Tyr576和Tyr577磷酸化位点，使FAK完全活化［2］FAK可以促进细胞迁移、生长、存活，在保护细胞防止高滲压中发挥重要 作用；它可以抑制由H2O2、etposide＞辐射等引起的细胞凋亡，减缓细胞退变与 死亡的过程，其抗凋亡通路可能与其下游Cas、磷脂酰肌醇3激酶（phosphatidylinositol3 kinase，PI3K)、细胞外信号调节激酶(extracellular signalregulatcd kinase， ERK) /丝裂原激活的蛋白激酶(mitogenactivated protein kinase，MAPK)磷酸化 有关［9］。

但在组织入侵、转移过程中，FAK过度表达又与肿瘤发展直接相关 ［10］因此，研究FAK的信号转导，有目的地调控其功能有着重要的临床应用 价值目前研究较多的下游信号转导通路有3条1 FAKMAPK 通路Ras是由一条多肽链组成的胞浆蛋白，由原癌基因ras编码而得名，具有 鸟苷酸结合活性，介导生长因子依赖的细胞存活的信号转导通路MAPK属于 丝氨酸/苏氨酸(SciVThr)蛋白激酶，在细胞周期调控中发挥重要作用，FI前 p38MAPK、p42MAPK、p44MAPK、p54MAPK 被纯化FAKMAPK通路括两方面：一是通过Crk激活RasMAPK途径［2］ FAKSrc复合后，磷酸化的Cas与吻蛋白(paxillin)结合，产生其他含SH2结构 域蛋白如接久蛋白Crk (CTlOrcgulatcd kinase)的结合部位，Crk的SH3区再与 C3G结合C3G是公认的Ras的鸟苷酸交换因子，即促进GDP由Ras脱落，使 Ras转变成GTP结合状态而活化，最终通过Rho家族GTP酶调节细胞运动二 是通过Grb2激活RasMAPK途径FAKSrc复合导致FAK的Tyr925磷酸化，为 另一种接头蛋白Grb2提供结合位点。

Grb2的SH3可与另外一种Ras的鸟苷酸 交换因子 SOS (son of scnvcnlcss)结合活化的Ras可进一步活化Raf蛋白，后者可激活MAPK系统FAKRasERK 通路在胶原依赖性造骨细胞分化中被激活［11］机械压力激活p38MAPK,通过 心肌细胞中整合素FAKSreRas途径诱导心肌肥大［12］2 FAKPI3K 通路PI3K是由含有2个SH2 IX的P85调节亚单位和pi 10催化亚单位组成的异源二聚体，目前发现5种其调节亚单位异构体，即p85a、p85p、p55a、p55y和 p50a,它们的序列具有高度同源性［13］FAK与PI3K结合是通过FAK的Tyr397 直接与P13K的p85亚基的SH2结构域连接而实现的［2］在Ras的参与下，PI3K 被激活，使特定磷脂酰肌醇肌醇环第3位磷酸化，调节磷脂酰肌醇的产生，后者 激活下游信号蛋白，进而通过蛋白激酶B (protein kinase B，PKB)成员AKT磷 酸化一系列下游分子，发挥生物学效应研宄发现，在血小板衍生生长因子 (plateletderived growth factor, PDGF)激活的信号通路中，PI3K 上游是 FAK Tyr397磷酸化，而ERK上游是FAK Ser910磷酸化［14］。

有报道，整合素(31 亚基可直接激活PI3K,而不依赖FAK［15］3 FAKSTAT1 通路信号转导蛋白和转录激活剂(signal transducer and activator of transcription, STAT)的分子量约84〜113 kD，含一个SH2结构域和一个SH3结构域，并含有 DNA结合域；多位于细胞质巾，是多种蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase, PTK)的共同底物，是细胞活化过程中潜在的转录因子信号转导通路中激活的 激酶使得STAT蛋白分子中的酪氨酸磷酸化，STAT蛋白上SH2的功能域与磷酸 化的酪氨酸相互作用，然后通过两个同源或者异源STAT分子中磷酸化酪氨酸与 彼此间的SH2相互作用，形成同源或异源的STAT二聚体它进入细胞核并与 基因调控元件结合而激活转录STAT1可与FAK直接结合并发生酪氨酸磷酸化 而被激活，这种结合具有STAT1特异性(STAT2和STAT3不具有此特性)，并 且依赖于FAK的羧基端结构域［2］STAT1激活后将导致细胞粘附K降和迁移 增强4 FAK信号通路的“串话”信号传递呈现网络化，因此会存在“串话(cmsstalkf。

研究发现，整合素诱 导产生諷化还原信号諷化小分子磷酸酶，从而防止酶脱磷酸，保持FAK活跃酪氨酸磷酸酶对氧很敏感，因此，蛋白酪氨酸酶氧化抑制剂能够通过细胞粘附促 进FAK磷酸化反应和信号逆流反之，FAK磷酸化、MAPK磷酸化、Src磷酸 化、局部粘附形成等都可被氧化还原信号抑制剂明显削弱［16］可见，FAK与 氧化还原信号间存在“串话”另外，FAK与吻蛋白在细胞基质，细胞间粘附中存 在“串话”，某些条件下，它们抑制细胞迁移［17］5 FAK抑制剂目前国内外研究思路主要是截断FAK,观察苏对上游和下游通路及信号分 子的影响，进一步了解其生物学效应粘附斑相关非激酶(FAKrelatednonkinase， FRNK)是FAK基因单独表达C端结构域产生的一个p41/43的FAK相关非激酶 蛋白［1］,它可以选择性阻断FAK磷酸化，但对FAK表达不产生明显影响［18］ 这种抑制称显性负突变，或显性抑制(dominant negative),其机制可能是突变蛋 白质与野生型蛋白质形成双体或多体，该双体结构因为缺少一半功能区而可能失 去原有功能也有认为可能是竞争性结合同一蛋白［1］研究发现，FRNK还具 有下调整合素P3表达的作用。

FRNK在平滑肌细胞中短暂的过度表达削弱了 FAK 磷酸化，减少了 FAK/Src参与的Cas、paxillin磷酸化［19］，但不影响PI3KAkt 通路［20］有报道，尿激酶受体［20］、herbimycin A ［21］、Src家族激酶抑制 剂PP2也常用于FAK的研究中6问题与展望对于不同信号接受因子(effector)何时、如何与FAK结合，Parsons ［22］ 提出“开关”机制：在不同吋间、细胞不同区域激活FAK (如Tyr397磷酸化或在 粘附复合物粘附斑或生长因子复合物其他区域)，提供一个“开关”让FAK参与许 多不同下游信号，且是依赖FAK激活时的结构上下的关系，这种选择性FAK激 活引起不同生理结果说明FAK是信号转导通路上一个重要“驿站”，是构成信 号网络的一个“节点”那么，这些通路是否四通八达？上述信号通路是否可逆？ 这些都是需要进一步研究的R前有关中药对FAK表达影响的研宂有：黄芪、当归注射液显著抑制碱 性成纤维细胞生长因子诱导的血管平滑肌细胞凋亡[23];丹参单体可抑制H2O2 刺激的肝星状细胞的增殖及胶原合成[24],下调FAK表达是其机制之一这些 都是中药单体的研究，还没有方剂的研究，这是中医研究下一步可行的方向。

另 外，诸如pH、渗透压如何影响FAK通路，时效性如何等问题，对中药尤其是方 剂干预治疗是比较重要的考虑因素，可以在实验设计中体现出来[参考文献]1查锡良.细胞粘附介导的信号分子一一粘着斑激酶研宄进展[门.生 物化学与生物物理学报，1999, 31(1): 58.2杨红军，丁彦青.整合素激活FAK介导的信号转导通路与大肠癌[J]. 国外医学肿瘤学分册，2003, 30(3): 221225.3 Lim Y, Han I, Jeon J, et al. Phosphorylation of focal adhesion kinase at tyrosine 861 is crucial for Ras transformation of fibroblasts [j] . J Biol Chem, 2004, 279(28): 2906029065.4 Fox MA, Alexander JK, Afshari FS, et al. Phosphodiesterasel alpha/autotaxin controls cytoskeletal organization and FAK phosphorylation during myelination [j] . Mol Cell Neurosci, 2004, 27(2): 140150.5 Orr AW, MurphyUllrich JE. Regulation of endothelial cell function by FAK andPYK2 [J] . Front Biosci, 2004, 1(9): 12541266.6王连荣，王菊光，吴伟康.黏着斑激酶酪氨酸磷酸化在牵拉依赖的细胞 形态改变中的作用U].中山医科大学学报，2002, 23(4): 241244, 247.7 Toutant M, Costa A, Studler JM，et al. Alternative splicing controls themechanisms of FAK autophosphorylation [J] • Mol Cell Biol，2002,22(22): 77317743.8 Leu TH，Maa MC. Tyr863 phosphorylation enhances focal adhesion kinase autophosphorylation at Tyr397 [J] . Oncogene, 2002, 21(46): 69927000.9 Alahari SK，Reddig PJ，Juliano RL. Biological aspects of signal transduction by c。