Внутриклеточные сигнальные пути, активирующие В-лимфоциты

25.10.2015

Как отмечалось ранее, в комплексе антиген распознающего рецептора В-лимфоцитов (BCR) домены ITAM содержат только цепи Iga (CD79a) и Igp (CD79b), тяжелые цепи рецептора доменов ITAM не содержат. В процессе фосфорилирования доменов ITAM цепей Iga (CD79a) и Igp (CD79b) участвуют три семейства РТК: Src, Syk и Btk (рис. 10.1).
Киназы семейства Src, участвующие в процессе фосфорилирования доменов ITAM В-клеточного рецептора, включают молекулы Lyn, Fyn и Blk. Все три киназы в N-терминальном конце молекулы, как уже отмечалось, имеют дополнительные участки жирных кислот — миристиновой кислоты в молекулах Lyn, Fyn и Blk и, кроме того, пальмитиновой кислоты в молекулах Lyn и Fyn. Ми-ристиновая кислота обеспечивает связывание киназ с клеточной мембраной, тогда как пальмитиновая кислота дополнительно их связывает с субдоменами липидных рафтов мембраны. Локализацией в липидных рафтах характеризуется и киназа Blk. Все три киназы (Lyn, Fyn и Blk) имеют указанные выше домены — SH1, SH2 и SH3.

Внутриклеточные сигнальные пути, активирующие В-лимфоциты

Фосфорилирование доменов ITAM киназами семейства Src (Lyn, Fyn и Blk) является наиболее ранним этапом формирования внутриклеточного сигнала. Значимость этого этапа заключается в подавлении ингибиторов тирозинкиназ, обеспечивавших их локализацию в неактивной форме в покоящихся клетках, и создание необходимых условий для дальнейшего прохождения сигнала в клетку Ферментативная активность киназы Src в значительной степени определяется степенью фосфорилированности ее важнейших участков — киназного домена (SHl) и С-концевого участка. В зависимости от места фосфорилирования тирозина молекула фермента становится активной, ее каталитическая активность существенно возрастает (фосфорилирование в области активационной петли киназного домена) или, наоборот, киназа теряет активность и фермент инактивируется (фосфорилирование в области С-концевого участка).
В результате фосфорилирования доменов ITAM в процесс формирования внутриклеточного сигнала вовлекаются цитозольные белки Syk (локализуются также в цитоплазме макрофагов, тучных клеток, тромбоцитов, незрелых тимоцитов, γδТ-лимфоцитов и др.) семейства тирозинкиназ (рис. 10.1). Связывание кластеризованных BCR с липидными рафтами и способность кипаз Src и Syk фосфорилировать соседние домены ITAM кластеризованных BCR существенно усиливает формирующийся сигнал.
Активация киназ семейства Syk индуцирует фосфорилирование их субстратного заякоренного в липидном рафте ацаптерного белка BLNK — белок, связующий В-клетку (от B-cell-linker protein), который именуется также белком SLP-65 — SH2-содержащий белок с мол. массой 65 кД (от SH2-containing leukocyte protein of 65 kDa) или BASH — адаптерный белок В-клеток, содержащий домен SH2 (от В cell adaptor containing SH2 domain). Связывание белка через липидные мостики (пальмитоилированные остатки цистеина) с богатыми холестерином участками внутренней стороны клеточной мембраны обеспечивает распространение сигнала не только внутрь клетки, но и вдоль мембраны. Белок BLNK в N-терминальном регионе содержит структуру, подобную застежке молнии, через лейцин которой он связан с плазматической мембраной В-клетки, в С-терминальном регионе — домен SH2, через который белок связан с цепью Iga (CD79a) BCR, и в центральном регионе — по меньшей мере, пять тирозиновых остатков, фосфорилируемых киназой Syk. В результате фосфорилирования киназой Syk, белок BLNK связывается с киназой Btk — тирозинкиназа Брутона (от Brutons tyrosine kinase) и с фосфолипазой Сγ2 — PLCy2 (от Phospholipase Сγ2). Фосфорилирование киназы Btk киназой Syk сопровождается активацией PLCγ2. Активация фосфолипазы является второй критической стадией в формировании внутриклеточных сигнальных путей, ведущих к активации протеинкиназы С — PKC (от Protein kinase С) и в дальнейшем обеспечивающих прохождение ею сигнального пути (рис 10.1).
Последующие этапы формирования сигнала, приводящие к активации генов В-клетки и активации ее функций, включают расщепление фосфорилированной фосфолипазой PLCγ2 фосфолипида PIP2 (от Phosphatidylinositol 4,5-biphosphate — фосфатидилинозит-4,5-бифосфат) до высвобождения вторичных мессенджеров — молекул инозиттрифосфата IP3 (от Inositol 1,4,5-triphosphate) и диацилглицерина DAG (от Diacylglycerol). Образующийся при этом DAG активирует протеинкиназу С (РКС), которая в свою очередь активирует фактор транскрипции NF-кВ (от Nuclear factor-к Ig В lymphocytes — ядерный фактор, усиливающий транскрипцию легкой цепи к иммуноглобулинов В-лимфоцитов). Другой мессенджер — IP3 через рецепторные структуры для IP3 связывается с эндоплазматическим ретикулумом и мобилизует запасы Ca2+ (из внутриклеточного в цитозоль), который активирует кальцийсвязывающие белки, включая кальмодулин, регулирующий активность ряда других белков. Под действием высоких концентраций Ca2+ активируется также серин/треониновая фосфатаза кальциневрин, катализирующая дефосфорилирование неактивной формы с-субъединицы фактора транскрипции NFAT (от Nuclear factor of activated T cells — ядерный фактор активированных Т-клеток), которая приобретает способность связываться с предсуществующей р-субъединицей транскрипционного фактора, в результате чего образуется фактор транскрипции NFATc/p.
Третьей критической стадией в формировании активирующего внутриклеточного сигнала является активация киназ семейства MAP (ERK, от Extracellular signal regulated kinases и JNK, от c-Jun N-terminal kinasaes) через адаптерный белок SLP-65. В результате фосфорилирования этого белка активированной киназой Syk в процесс формирования сигнального пути вовлекается адаптерный белок Grb-2 (от Growth-factor-receptor-bound protein 2), который связывается с адаптерным белком SLP-65. С белком Grb-2 конститутивно связан фактор Sos (от Son of sevenless) — фактор замещения нуклеозидов в малых G-белках, в частности в белках Ras. Под влиянием фактора Sos развиваются процессы замещения нуклеозидов — гуанозинтрифосфат/гуанозиндифосфат (Guanosine triphosphate/Guanosine diphosphate — GTP/GDP) и активации белков Ras, которые из неактивной формы, связанной с GDR превращаются в активную форму, связанную с GTR Под влиянием Ras-GTP активируются киназы ERK семейства MAP и затем фактор транскрипции АР-3 (от Activation protein-1). Одновременно с вовлечением молекул Grb-2 и Sos в формирование сигнального пути фосфорилированный адаптерный белок вовлекает в этот процесс и активирует белок Vav, также участвующий в процессах замещения GTP/GDP, но не на молекулах Ras, а на молекулах белков Rac. В результате этого активированный белок Rac-GTP индуцирует активацию другой киназы семейства MAP — JNK, именуемой также киназой Sap (от Stress-activated kinase). Это название киназа получила вследствие того, что она активируется под влиянием многих стрессирующих клетку факторов: действия провоспалительных цитокинов (например, ФНО, ИЛ-1), ультрафиолетового облучения, осмотического стресса и др. Под влиянием Rac-GTP активируется также третий компонент семейства MAP — киназа р38. Конечным этапом активации киназ семейства MAP является каскадная активация фактора транскрипции AP-1 (рис. 10.1).
Факторы транскрипции NFAT, NF-кВ и AP-1 (c-jun/c-fos), транслоцируясь в клеточное ядро, обеспечивают активацию генетических структур клетки и, как следствие, активацию ее функциональной активности.
Усиление активирующего сигнала корецепторными структурами В-клеток. Поверхностными корецепторными структурами В-клеток, участвующими в формировании активирующего сигнального пути и усиливающими сигнал, индуцируемый комплексом BCR, являются антигены CD 19, CD21 и CD81, которые часто именуют В-клеточным корецепторным комплексом — CD19-CD21-CD81. Компонент корецепторного комплекса антиген CD19, белок суперсемейства иммуноглобулинов, экспрессируется на всех В-лимфоцитах, начиная с ранних этапов лимфопоэза. Другой компонент корецепторного комплекса, гликопротеин CD21, экспрессируется преимущественно на зрелых В-клетках фенотипа IgM+TgD+. Являясь рецептором для компонента комплемента типа 2 — CR2, антиген CD21 связывает компонент комплемента C3d, ассоциированный с поверхностью микроба или с комплексом антиген-антитело. Третий компонент корецепторных структур В-клеток, антиген CD81 (ТАРА-1), относится к тетраспанинам, экспрессируется на многих клетках, но не на эритроцитах и тромбоцитах. Являясь основной структурой корецепторного комплекса, антиген CD21 связывается с поверхностью микробной клетки через молекулу C3d и взаимодействует с поверхностью В-клетки через рецептор CR2. Такое взаимодействие сопровождается фосфорилированием молекулы CD19, которая связывает тирозинкиназу Lyn семейства Src, существенным образом усиливающую фосфорилирование доменов ITАМ цепей Igα и Igβ BCR. Считается, что лигирование комплекса CD21/CD19 с BCR примерно в 100 раз увеличивает способность В-лимфоцитов активироваться и передавать генерируемый сигнал внутрь клетки, а связывание Cd3 с белковым антигеном увеличивает его иммуногенность примерно в 1000 раз. Одновременно с фосфорилированием CD19 активируется киназа РI-3, которая, в свою очередь, усиливает активацию киназы Btk и фосфолипазы PLCγ2. В результате этого эффективность активируемой антигеном активации В-лимфоцитов существенно возрастает. Роль участвующего в этих процессах антигена CD81 не достаточно охарактеризована.