Download Signal Transduction I

Sinyal Transdüksiyonun I
Hücreler Arası İletişim 1
(Sinyal İletimi 1)
Yrd. Doç. Dr. İzzet YELKOVAN
Mart 2006
SİVAS
External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi
(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar)
endokrin organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin
uzağında başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.
(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi
paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın
çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve
neurohormonlar).
(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre
grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok
büyüme faktörü).
(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan
moleküller.
Fig. 7.2c (TEArt)
Endokrin Bez Tarafından
Kana Hormon(ligand) Salgılanır
Kan Danarı
Uzaktaki Hedef Hücreler
Endokrin Sinyal İletimi
External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi
(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin
organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında
başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.
(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi
paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın
çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve
neurohormonlar).
(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre
grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok
büyüme faktörü).
(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan
moleküller.
Salgı Hücresi
Fig. 7.2b (TEArt)
Komşu Hedef Hücreler
Parakrin Sinyal İletimi
Neurotransmitter
Fig. 7.2d (TEArt)
Hedef Hücre
Sinir Hücresi
Sinaptik Açıklık
Sinaptik Sinyal İletimi
External sinyal iletimi: Hedef hücrelere sinyal iletimi
(1) Endokrine sinyal iletimi: sinyal molekülleri (hormonlar) endokrin
organ hücrelerince sentezlenirler – sentezlendikleri yerin uzağında
başka bir mikroçevredeki hedef hücrelere etki ederler.
(2) Parakrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri aynı mikro-çevreyi
paylaşan bir hücre veya hücre grubu tarafında salınır ve yakın
çevredeki diğer hücreleri etkiler (Neurotransmitterler ve
neurohormonlar).
(3) Autokrin sinyal iletimi: sinyal molekülleri bir hücre veya hücre
grubundan salınır ve sadece kendileri yanıt oluştururlar (bir çok
büyüme faktörü).
(4) Hücre – hücre ve hücre- matriks arası etkileşimlerde işe karışan
moleküller.
Geçit Bölgesi
Gap Junction
Koneksinler
Hücre- hücre
Özet
(1) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün sentezlenmesi
(2) Sinyal üreten hücre tarafından sinyal molekülünün salınması.
(3) Sinyal molekülünün hedef hücreye taşınması
(4) Sinyalin hedef hücrede özgül reseptör protein tarafından tutulması
(5) Hücre içi sinyal transdüksiyon yolunu tetiklemesi
(6) Hücre metabolizmasında veya gen ekspresyonunda değişiklikler
(hücresel yanıt).
(7) Sinyalin sönümlenmesi, çoğunlukla hücresel yanıtın sonlandırılması.
• Sinyal transdüksiyonu bilginin, hücre dışından
sitoplazmaya veya çekirdeğe taşınması için gerçekleşen
moleküler olayların tamamıdır.
• Amplifikasyon (zaman ve nitelik) ikinci haberciler aracılığı ile
sinyallerin amplifikasyonu (genellikle küçük moleküllerin
turnover’leri oldukça hızlıdır)
 Çoklu kontrol
sinyal
Algılama - Kabul etme
Amplifikasyon
Transduksiyon
Hücresel yanıtlar
Sinyal molekülü
1
Reeptor
proteini
Aktif
adenilat siklaz
2 Amplification
3
GTP
G protein
İnaktif
4 Amplifikasyon Adenilat
siklaz
cAMP
5
6 Amplifikasyon
Protein
kinaz
Enzim
7 Amplifikasyon
Enzimatik ürünler
• Hücresel yanıtlar özellikle sinyal iletim
yollarının (pathway) açılması ile aşağıdaki
hücresel değişikliklere neden olabilir:
hücre döngüsü ilerleyişi
gen ekspresyonu
protein trafik
hücre göçü
hücre iskeleti mimarisi
hücresel konumlanma
metabolizma
hücresel kalımlılık
Farklı hücreler aynı sinyal molekülüne farklı
yanıtlar üretebilirler
Asetilkolin (neurotransmitter’den biri)
(a)Kalp kas hücresi: kontraksiyon (kasılma)
gücünde ve oranında azalma
(b) iskelet kas hücresinde: kontraksiyon
(c) düz kas hücresinde: relaksiyon
(d) tükrük bezi hücresinde: salgı salgılama
Reseptörler
Hücre Yüzey Reseptörleri
Hücre İçi Reseptörler
Sitozolik Reseptörler
Çekirdek İçi Reseptörler ?
Matriks?
Kromatin- DNA?
Inhibitor
protein
TranskripsiyonAktive edici domain
DNA
bağlama
domaini
Sinyal molekül
Sinyal molekül
Bağlanma yeri
Sinyal molekül
Bağlama domaini
Reseptörler
Hücre Yüzey Reseptorleri (almaçları) dört
farklı grupta toplanmışlardır.
1- Enzim Reseptörler
2- Enzimli Bağlı Reseptörler
3- Iyon-kanalı bağlı reseptörler
4- G-protein bağlı reseptörler
Reseptör tipleri
1- Enzim Reseptörler
Protein kinase reseptörleri (PKR)
Ligand
Hücre zarı
Inaktif enzim
Reseptör tipleri
1- Enzim Reseptörler
Protein kinase reseptörleri (PKR)
Ligand
Aktif enzim
1- Enzim Reseptörler
Fig. 7.5b (TEArt)
İnaktif Kataliyik
Domain
Enzimik reseptörler
Sinyal- Ligand
Aktif Katalitik
Domain
Reseptör tipleri
2- Enzim Bağlı Reseptörler
sitokin reseptorler, büyüme hormonu reseptorleri ve
interferonlar gibi
İnaktif enzim
Reseptör tipleri
2- Enzim Bağlı Reseptörler
sitokin reseptorler, büyüme hormonu reseptorleri ve
interferonlar gibi
Aktif enzim
Reseptör tipleri
3- Iyon-kanalına bağlı reseptörler
neurotransmitter-geçitli iyon kanalları
İyonlar
Reseptör tipleri
3- Iyon-kanalına bağlı reseptörler
neurotransmitter-geçitli iyon kanalları
Reseptör tipleri
3- Iyon-kanalına bağlı reseptörler
neurotransmitter-geçitli iyon kanalları
3- Iyon-kanalı bağlı reseptörler
Fig. 7.5aSinyal
(TEArt)
İyonlar
Reseptör tipleri
4- G-protein- bağlı reseptörler
epinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri
G protein
enzyme
NH2
Ligand bağlanma yeri
COOH
G-protein- bağlanma yeri
Reseptör tipleri
4- G-protein- bağlı reseptörler
epinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri
enzyme
Reseptör tipleri
4- G-protein- bağlı reseptörler
epinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri
enzim
Aktif G protein
Reseptör tipleri
4- G-protein- bağlı reseptörler
epinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri
enzim
Reseptör tipleri
4- G-protein- bağlı reseptörler
epinefrine, serotonin ve glukagon reseptörleri
Aktif enzim
4- G-protein bağlı reseptörler
Fig. 7.5c (TEArt)
G protein
G-protein bağlı receptor
Aktif
G protein
İnaktif Enzim
ya da
iyon kanalı
Aktif Enzim
ya da
İyon Kanalı
İlke (Prensip)
Sinyal Transdüksiyonunda
Geri Dönüşümlü Fosforilasyon
Önemli Bir Rol Oynar
• Hücre içi sinyal iletim pathway’leri protein kinaz’lar ve
protein fosfataz’ların oluşturduğu ve yönlendirdiği
fosforilasyon cascade’lerdir.
Bunlar hücredeki düğme-anahtarlardır
Kinazlar & Fosfatazlar
Protein kinazlar proteinleri fosforile ederler.
Kinaz
Protein
ATP
P
Protein
ADP
Kinazlar & Fosfatazlar
Protein kinazlar proteinleri fosforile ederler.
Protein fosfatazlar proteinleri defosforile ederler.
Kinaz
Protein
Protein
Protein
ATP
P
P
Fosfataz
P
Protein
ADP
• İnsanlarda 500’den fazla protein kinaz ve 100’den fazla
protein tirosin fosfataz bulunur.
• Evrimsel açıdan iyi korunmuşlardır ve amino asit
dizilimleri ve protein işlevleri tanımlanmıştır.
protein kinazlar
1-Ser/Thr spesifik protein kinazlar
2-Tyr spesifik protein kinazlar
3-Histidin spesifik protein kinazlar (Lys ve Arg den de yapan enzimler
vardır)
4-Aspartat veya glutamat spesifik protein kinazlar
Deneysel Protein Kinaz
(İn vitro)
• Protein kinaz
• Substrat
• ATP (radyoaktif ATP kullanılabilir, [32P]-g-ATP)
• Mg2+
• Tampon
Metod
Aktiviteleri protein kinazlar tarafından
düzenlenen moleküller

Enzimler : sinyal transdüksiyon enzimleri veya ara
metabolizma enzimleri








Adaptör Proteinler
Sinyal Proteinleri
Transkripsiyon Faktörleri
İyon Kanalları
Transmembran Reseptörler
Ribozomal Proteinler (S6)
Yapısal Proteinler
Transport Proteinleri
Reseptörler
(A) Ekstrasellüler bölge
N
- Ligand bağlanır.
-Yüzlerce amino asit
uzunluğunda ve çeşitli
yapısal dizi motifleri taşır.Ör.
Ig benzeri domainler,lösince
zengin domainler.
-Çoğu reseptör PTK’lar Nve O- bağlı olarak modifiye
haldedir.
C
Reseptörler
(B) Transmembrane bölge
N
-Reseptör PTK’ların tümü
tek bir transmembran bölge
taşır.
-Transmembran bölgeyi
birkaç bazik amino asit izler.
C
Reseptörler
(C) Sitoplazmik bölge
-- juxtamembrane bölgeyi
oluşturur.
N
-Bunu protein kinaz catalitik
domain izler (PTK),
-Sonra C- terminal bölgesi
gelir.
C
Reseptörler
(C) Sitoplazmik bölge
N
- Protein kinaz katalitik
domaini iyi korunmuş ~250
aa uzunluğundadır.
-C- terminal bölgesi tirozin
fosforilasyonunun en çok
meydana geldiği yerdir.
-Ancak katalitik bölgede de
tirozin fosforilasyon yeri
vardır, burası kinaz aktivitesi
için gereklidir.
C
Reseptörler
Reseptör Protein Tirozin Kinaz Sinyal Transdüksiyonunu Başlatır
(1) Ligand extrasellular domaine bağlanır
(2) Reseptor oligomerizasyonu olur
(3) Tirosine otofosforilasyona uğrar
P
P
P
P
Reseptörler
Otofosforilasyonun iki sonucu vardır:
P
P
Kinaz Aktif
P
P
Diğer Proteinleri bağlar
Sinyal iletimi
(1) PTK’nın katalitik aktivitesini aktive eder.
(2) Konformasyonel değişiklik geçirerek sitoplazmik
sinyal ileticilere bağlanılmasını sağlar.
Reseptörler
(I) Ligandın bağlanması reseptor oligomerizasyonuna neden olur
Reseptörler
(I) Ligandın bağlanması reseptor oligomerizasyonuna neden olur
• Ligand bağlanması geri-dönüşümlü, özgül ( spesifik) ve
yüksek afinite’lidir.
Reseptörler
(I) Ligandın bağlanması reseptor oligomerizasyonuna neden olur
• Ligand bağlanması geri-dönüşümlü, özgül ( spesifik) ve
yüksek afinite’lidir.
Reseptörler
Örnek:
PDGF (platelet-derived growth faktör) (trombosit kökenli
büyüme faktörü)
• PDGF A ve B zincirlerinin homo ya da heterodimeri olabilir.
.
B B
A A
A B
• PDGF A zinciri sadece a PDGF reseptörüne, B zinciri hem hem
de  reseptörlerine bağlanabilir. PDGF-AA ancak  reseptör
homodimerini, ve PDGF-AB ancak  - ve - reseptör
oluşumunu indükleyebilirler.
A A
A B
A B
B B
B B
B B
 
 
 
 
 
 
Reseptörler
Örnek:
PDGF (platelet-derived growth faktör) (trombosit kökenli
büyüme faktörü)
• Farklı komposisyonları farklı hücresel yanıtların oluşmasını
sağlar.
A A
A B
A B
B B
B B
B B
 
 
 
 
 
 
Reseptörler
Örnek:
EGF (epidermal growth faktör)
• Ligand’lar monomerik
• Reseptörler homo ve heterodimerik
Konformasyon
değişimi
Protein kinaz
inaktif
P
Reseptör
oligomerisazyonu
Protein
kinaz aktif
P
Otofosforilesyon
(Transfosforilasyon)
P
P
P
P
Sönümlenme
- Defosforilasyon
- Reseptörün alınması
-(endositoz vb)
- Fosforilasyon loop’larınca negatif feed-back
P
P
P
P
Turning off or quenching of the receptor PTKinitiated signaling:
- dephosphorylation
- receptor internalization
(endocytosis, may be
autophosphorylation-mediated)
- negative feedback loop by phosphorylation
Phosphatase
Turning off or quenching of the receptor PTKinitiated signaling:
- dephosphorylation
- receptor internalization (endocytosis, may be
autophosphorylation-mediated)
- negative feedback loop by phosphorylation
P
P
P
P
Turning off or quenching of the receptor PTKinitiated signaling:
- dephosphorylation
- receptor internalization
(endocytosis, may be
autophosphorylation-mediated)
- negative feedback loop by phosphorylation
P
P
P
P
P
Interaction of receptors with cytoplasmic proteins
The next step in PTK-mediated signaling involves
interaction with cytoplasmic proteins that contain
protein-protein interaction modules
CONCEPT
• Protein modules direct specific interactions in signal
transduction pathways.
• Various modules are frequently found in the same
proteins.
P
P
P
P
Grb2
(I) Src Homology 2 (SH2) domain
• SH2 domain recognizes phosphotyrosinecontaining motifs.
• SH2 = conserved regions of ~100 aa.
• First identified as homology regions between
members of the Src family (see later).
SH2
• SH2 binds to phosphotyrosine and the
immediate C-terminal residues (3-5) in a
sequence-specific fashion.
e.g. the autophosphorylated tyrosine residue in a
receptor PTK binds specifically to one or more
SH2-containing proteins, but may not bind to other
SH2-containing proteins.
SH2
Experiment:
Incubation of different SH2 domains with degenerate
phosphotyrosine-containing peptide library
 wash out unbound peptides
 protein sequencing of the bound peptides to
determine binding specificity.
These experiments showed that the
consensus binding sequences for different
SH2 domains are: pY-X-Z-X or pY-Z-X-Z
(pY= phosphotyrosine, Z = specific aa, X =
any aa).
SH2
• 3-D crystal and NMR structural analysis reveal that
SH2 domain is a folded, globular structure protubing
from the rest of the protein, with N- and C-terminals
close together.
• The phosphopeptide binding site is a pocket on the
surface of the structure.
• Like a “plug” (the phosphotyrosine-containing
peptide) inserted into a “socket” (the SH2 domain)
(Cell 72: 779 (1993)).
One side of the pocket is lined with conserved basic aa and
binds the phosphotyrosine
The other side of the pocket is more variable and allows
specific recognition of the residues at the C-terminal of the
phosphotyrosine.
Variations in the nature of the hydrophobic socket in different
SH2 domains allow them to bind to phosphotyrosine adjacent
to different sequences.
SH2
SH2
The ability of SH2 to distinguish between
phosphotyrosine and phosphoserine/threonine is mainly
due to a conserved Arg residue in SH2 (Arg175 in Src)
(this is actually the only invariant residue of the SH2).
This residue is buried in the bottom of the binding pocket,
and only the long phosphotyrosine side chain can
achieve the optimal binding.
Experiment: Substitution of the Arg175-equivalent in Abl’s
SH2 domain with lysine (using site-directed mutagenesis)
 complete loss of phosphotyrosine binding.
Site-directed mutagenesis
Methods
To change specific base(s) of a piece of DNA.
Site-directed mutagenesis
Many methods, here are some:
Methods
(I)
Site-directed mutagenesis
Methods
(I) Cut with restriction enzymes
Site-directed mutagenesis
Methods
(I) Replace with fragment containing the
mutation
Site-directed mutagenesis
Methods
(II) PCR with oligonucleotide containing the
mutation
Site-directed mutagenesis
Methods
(II) PCR with oligonucleotide containing the
mutation
Site-directed mutagenesis
Methods
(II) A second PCR using the first PCR
product as one of the primers
Site-directed mutagenesis
Methods
(II) A second PCR using the first PCR
product as one of the primers
SH2
The ability of SH2 to distinguish between
phosphotyrosine and phosphoserine/threonine is mainly
due to a conserved Arg residue in SH2 (Arg175 in Src)
(this is actually the only invariant residue of the SH2).
This residue is buried in the bottom of the binding pocket,
and only the long phosphotyrosine side chain can
achieve the optimal binding.
Experiment: Substitution of the Arg175-equivalent in Abl’s
SH2 domain with lysine (using site-directed mutagenesis)
 complete loss of phosphotyrosine binding.
(II) Src Homology 3 (SH3) domain
SH3 modules bind proline-rich sequences.
SH3 domains: ~60 aa residues long.
SH3 binds to proline-rich peptides of ~10 aa long
(containing the sequence X-P-p-X-P: X = tend to be
aliphatic, p = tend to be proline).
SH3
Crystal structure and NMR structure of SH3 domains
show that they contain elongated binding clefts, where
hydrophobic pockets contact the polyproline peptide
helix
- these peptides are pseudosymmetrical and can
potentially bind in either orientation (Cell 76: 933
(1994)).
ligand and SH3 domain binding
Signal Transduction by the SRC Family
Peyton Rous (1911) discovered that fibrosarcoma could be
transmitted between chickens in cell-free extracts of the tumor.
Subsequently (1970), the viral oncogene v-src was discovered that
could cause cellular transformation (see Cancer lectures) . This
gave way to the discovery of proto-oncogenes and much of signal
transduction pathways.
As one of the first proto-oncogene and tyrosine kinase described,
SRC has provided a prototype for understanding signal
transduction involving tyrosine phosphorylation.
But even now, the exact functions of SRC in normal
cells are still unclear.
SRC
SRC family of Protein tyrosine kinases: 8
known members of the family:
SRC, LCK, BLK, HCK, FGR,YES, LYN,
FYN
- with 60-75% amino acid identity
between them (outside the unique region
- see below).
SRC
Sequences: (a) myristylation sequence
(b) unique region
(c) SH3 domain
(d) SH2 domain
(e) catalytic domain
(f) regulatory region
Y
Unique
Membrane
SH3
SH2
Protein kinase
Y
SRC
Myristylation sequence
• All SRC family members are membrane associated although they do not have any hydrophobic transmembrane
nor membrane anchor sequences.
• The membrane association is due to co-translational
addition of the 14-carbon fatty acid myristic acid to the
glycine residue at position 2 (conserved in the SRC family),
follows the proteolytic removal of the initiator methionine.
Y
Unique
Membrane
SH3
SH2
Protein kinase
Y
SRC
Myristylation sequence
The N-terminal sequences of SRC are sufficient for myristylation.
• Addition of residue 1-7 of SRC to the N-terminal of pyruvate
kinase is sufficient to make the fusion protein being myristylated.
• Mutation of SRC from Gly2 to Ala2  no myristylation.
Y
Unique
Membrane
SH3
SH2
Protein kinase
Y
SRC
Myristylation sequence
Myristylation is necessary, but not sufficient, for stable association
of SRC with cell membranes.
e.g. fusion protein of pyruvate kinase with residue 1-7 of SRC can
be myristylated, but it is not associated with membranes.
Y
Unique
Membrane
SH3
SH2
Protein kinase
Y
SRC
Unique region
• This region is thought to be involved in the interaction of SRC
family with specific cellular proteins, some of which may be
substrates of SRC protein kinases.
• This is the region that differs the most between different members
of the SRC family.
Y
Unique
Membrane
SH3
SH2
Protein kinase
Y
SRC
SH3 and SH2
• as discussed above
Y
Unique
Membrane
SH3
SH2
Protein kinase
Y
SRC
Catalytic domain
• Catalyze transfer of g-phosphate from ATP to tyrosine residues on
protein.
Y
Unique
Membrane
SH3
SH2
Protein kinase
Y
SRC
Catalytic domain
• Catalyze transfer of g-phosphate from ATP to tyrosine residues on
protein.
• Autophosphorylation site (Tyr416 in SRC) enhances kinase
activity.
Y
Unique
Membrane
SH3
SH2
Protein kinase
Y
SRC
Regulatory domain
• The C-terminal 16-19 residues of SRC family contain site of
tyrosine phosphorylation (Tyr527 in SRC) that plays a key role in
the regulation of the activity of SRC.
• Phosphorylation of Tyr527  inhibition of kinase activity.
Y
Unique
Membrane
SH3
SH2
Protein kinase
Y
Evidence
SRC
• The viral oncogenes products of v-src, v-yes, and v-fgr all are
truncated versions of their normal proto-oncogene that lack the
C-terminal Try527. These viral oncogene products have higher
catalytic activity than the normal protein.
Kinase activity
P
Y
Unique SH3 SH2
Protein kinase
Y
+
P
Y
Unique SH3 SH2
Protein kinase
+++
Evidence
SRC
• Mutation of Try527 in SRC family  increase kinase activity
Kinase activity
P
Y
Unique SH3 SH2
+
F
+++
Protein kinase
P
Y
Unique SH3 SH2
Y
Protein kinase
Evidence
SRC
• Dephosphorylation of Tyr527 by phosphatase  increase
kinase activity
Kinase activity
P
Y
Unique SH3 SH2
+
Y
+++
Protein kinase
Phosphatase
P
Y
Unique SH3 SH2
Y
Protein kinase
SRC
Tyr527 is not phosphorylated by SRC itself.
- Mutation of SRC in the ATP binding site, render the
enzyme inactive, is still fully phosphorylated on
Tyr527 when expressed in cells.
ATP binding site
P
Unique SH3 SH2
Unique SH3 SH2
K
Y
Protein kinase
R
Y
Protein kinase
Y
P
Y
Note: No autophosphorylation, but Tyr527
still phosphorylated
SRC
i.e. other kinase(s) is responsible for
phosphorylation of SRC Tyr527.
One may be CSK (for c-SRC kinase or Cterminal SRC kinase).
Evidence:
- CSK can phosphorylate SRC and related
proteins’ Tyr527 in vitro and in vivo.
- In cell lines from CSK KO mice (targeted
deletion of CSK genes; which die in utero), SRC
has increased kinase activity.
SRC
Crystal structure of SRC
SRC
Intramolecular interaction
Y
P
Unique
SH3
SH2
INACTIVE
Interacton of SH3 with the
proline-rich sequence
present between SH2 and
catalytic domain (the linker
region) is not shown here
(see previous slide)
SRC
P
Y
Unique
SH3
SH2
ACTIVE
Protein kinase
Y
SRC
Adapted from Schwartzberg (1998) Oncogene 17:1463
SRC
?
If the above model is correct, how do you
expect the kinase activity will change if the
SH2 domain of SRC is mutated?
Functions of SRC family
SRC
• Different members of the SRC family have different
patterns of expression.
• Patterns of expression provides some indications of the
function.
?
T cells
B cells
NK cells
Monocytes GranulocytesPlatelets
Fibroblasts
Src
-
-
+
+
+
+++++
++
Yes
+
-
-/+
-/+
-/+
++
+
Fyn
++
+
+
+
+
+
+
Lck
++++
-/+
+++
-
-
-
-
Fgr
-
-
+
++
++
+
-
Hck
-
++
-
+++
++
+
-
Lyn
-
+++
+
+
?
+
-/+
Blk
-
+++
-
-
-
-
-
When a protein is highly expressed in one type of cells but not the
others, what does that suggest?
Functions of SRC family
SRC
Potential substrates of SRC
• Transformation by activated forms of SRC is accompanied
by increased tyrosine phosphorylation of a number of cellular
proteins, some of which must be substrates of SRC and are
critical for the oncogenic capability of SRC.
What are substrates for protein kinases?
?
Functions of SRC family
SRC
Potential substrates of SRC
(a) Signal transducing proteins
- many potential substrates are identified; discuss typical
transfection experiments in signal transduction research what are the problems?
(b) Cytoskeletal proteins
- on activation, a portion of SRC become associated with
cytoskeleton.
- nonactivated SRC and nontransforming mutants of v-SRC
are not associated with cytoskeleton.
- transformation is associated with large changes in
cytoskeleton organization (see Transformation lectures).
Functions of SRC family
SRC
Src in PDGF signaling
Quiescent cells + PDGF
 PDGF binds to PDGF receptor
 receptor oligomerization and phosphorylation (see
above)
 SRC, YES, and FYN binds to Tyr579 and Tyr581 in
the juxtamembrane domain of PDGF receptor.
B B
B B
B B
 
 
 
Src
Y579
Y581
Signal Transduction pathway
leads to gene expression and
cell cycle progression
Functions of SRC family
SRC
SRC family in heamopoietic signal transduction
• First observed that T cell surface glycoproteins CD4 and
CD8 were physically associated with LCK; later on it was
shown that SRC family of PTK are involved in a number of
signal transduction pathways that are initiated through a
diverse group of cell surface proteins.
• Cross-linking of CD4 on T cells with anti-CD4 antibodies 
stimulation of LCK activity.
• The role of LCKK-CD4 in T cells appears to be the
augmentation of signals initiated by T cell receptors.
Functions of SRC family
SRC
SRC family in heamopoietic signal transduction
FYN is important in T cell signaling.
• FYN co-immunoprecipitated with T cell receptors.
• Transgenic mice overexpressing FYN in thymocytes  T cell
receptors became hyper-responsive; and overexpression of an
kinase-inactive FYN  suppressed T cell receptors response.
• Thymocytes from FYN-/- knockout mice did not response to T
cell receptors stimulation.
Randy Y.C. Poon
Department of Biochemistry
Hong Kong University of Science and Technology
Clear Water Bay
Hong Kong
[email protected]