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성장인자의 숨겨진 힘: RTK는 어떻게 세포 신호 전달의 연쇄 반응을 유발하는가?
수용체 티로신 키나제(RTK)는 다양한 펩타이드 성장 인자, 사이토카인 및 호르몬을 수용하는 세포 표면의 고친화성 수용체입니다. 인간 게놈에 대한 연구에 따르면, 90개의 독특한 티로신 키나제 유전자가 확인되었으며, 그 중 58개는 수용체 티로신 키나제를 암호화합니다. RTK는 정상적인 세포 과정의 주요 조절자일 뿐만 아니라 다양한 암의 발달과 진행에 중요한 역할을 합니다.
수용체 티로신 키나제의 돌연변이는 신호 연쇄 반응의 활성화로 이어질 수 있으며 단백질 발현에 다양한 영향을 미칠 수 있습니다.
RTK의 구조와 기능
대부분의 RTK는 단일 하위 단위 수용체이지만 일부 수용체는 인슐린 존재 시 이황화물 연결 이량체를 형성하는 인슐린 수용체와 같은 다량체 복합체에 존재합니다. 각 단량체는 25~38개의 아미노산으로 구성된 소수성 막횡단 영역과 세포외 N-말단 영역 및 세포내 C-말단 영역을 보유합니다. 세포외 N 말단 영역에는 면역글로불린(Ig) 유사 영역 또는 표피 성장 인자(EGF) 유사 영역과 같은 다양한 보존 요소가 포함되어 있으며 이러한 특징은 각 RTK 하위 계열에 고유합니다.
세포내 C-말단 영역은 가장 높은 보존성을 나타내며 수용체가 하류 RTK 기질의 자체 자가인산화 및 티로신 인산화를 촉매할 수 있도록 하는 키나제 활성을 담당하는 촉매 영역을 포함합니다.
신호 변환 메커니즘
성장 인자가 RTK의 세포외 도메인에 결합하면 인접한 RTK의 이량체화를 유발하고 단백질의 세포질 키나제 도메인을 빠르게 활성화합니다. 이 시점에서 수용체 자체는 키나제 네트워크의 첫 번째 기질이 되어 자가인산화를 겪게 됩니다. 이러한 인산화는 수용체의 구조를 변화시켜 Src 상동성 2(SH2) 및 포스포티로신 결합(PTB) 도메인을 포함하는 다른 단백질에 대한 결합 부위를 제공함으로써 다양한 신호 전달 경로를 시작합니다.
RTK의 활성화는 여러 신호 전달 경로를 동시에 시작할 수 있으며, 이는 세포 증식, 분화 및 기타 과정을 조절하는 데 중요합니다.
RTK 제품군의 차이점
RTK는 표피 성장 인자 수용체(EGFR), 섬유아세포 성장 인자 수용체(FGFR), 혈관 내피 성장 인자 수용체(VEGFR)를 포함한 여러 계열로 나눌 수 있습니다. 예를 들어, EGFR 계열의 신호 전달이 부족하면 신경퇴행성 질환이 발생하고, EGFR 신호가 과도하면 다양한 고형 종양이 형성됩니다.
혈관 내피 성장 인자(VEGF)는 내피 세포 증식과 혈관 투과성을 촉진하는 주요 인자이며, 그 수용체 VEGFR은 VEGF와 상호 작용하는 거의 모든 알려진 세포 반응을 매개합니다.
RTK의 규제 메커니즘
수용체 티로신 키나제 신호 전달 경로는 다중 양성 피드백 메커니즘에 의해 엄격하게 규제됩니다. RTK는 수많은 세포 기능을 조정하기 때문에 신호 전달이 과도하거나 불충분하면 암 및 섬유증과 같은 심각한 세포 기능 장애로 이어질 수 있습니다. 단백질 티로신 포스파타제(PTP)는 활성화된 RTK를 탈인산화하여 신호 전달을 종료할 수 있으며, 일부 PTP는 신호 전달을 적극적으로 조절하고 세포 증식을 촉진할 수 있습니다.
Herstatin은 ErbB 계열의 수용체 기능을 방해하여 세포 증식과 신호 활성을 감소시킬 수 있는 자가 억제제입니다.
약물치료에서의 RTK
암, 퇴행성 질환, 심혈관 질환을 비롯한 다양한 세포 이상에서 중요한 역할을 하기 때문에 RTK는 약물 치료의 이상적인 표적이 되었습니다. 미국 식품의약국(FDA)은 RTK의 세포외 영역에 결합하고 HER2 과발현 유방암 치료에 사용되는 허셉틴(Herceptin)과 같은 RTK를 표적으로 하는 여러 가지 항암제를 승인했습니다.
기존 암 치료법을 개선하기 위한 보다 표적화되고 효과적인 치료 옵션을 개발하기 위해 이러한 수용체의 특성을 어떻게 사용할 수 있습니까?
