TIROSIN CHINASI CITOPLASMATICHE TIROSIN CHINASI CITOPLASMATICHE PH SH

TIROSIN CHINASI CITOPLASMATICHE

TIROSIN CHINASI CITOPLASMATICHE PH SH 3 KINASE DOMAIN SH 2 Tec (Btk/Itk/Bmx) FAK/Pyk 2 KINASE DOMAIN Focal adhesion targeting (paxillin binding) (FERM) SH 2 Ac. miristico/palmitico Ac. miristico KINASE DOMAIN SH 3 SH 2 SH 3 SH 2 KINASE DOMAIN Jak Src (Blk, Lck, Lyn, Fgr, Hck, Yes) ZAP 70/Syk Abl/Arg

G. Steven Martin : THE HUNTING OF THE SRC, Nature Reviews Molecular Cell Biology 2, 467 -475 (2001)

Integrine Src

FAK e membri della famiglia del Src costituiscono un’unità di trasduzione del segnale da parte di molecole adesive definite INTEGRINE SH 3 YP 397 SH 2 Src SH 1 FA K SH 2 Src SH 1

Outside-in signaling

FAK Autofosforilazione Interazioni con altre proteine (Src, PI 3 chinasi, PLCg) Sito di interazione con Grb 2 SH 2 YP F 1 F 2 dominio FERM F 3 YP dominio catalitico dominio FAT C N Poli-P Interazione con catena b delle integrine e fattori di crescita Interazione con fosfatidil inositolo (4, 5) bisfosfato (PIP 2) Interazione con proteine favorenti la polimerizzazione dell’actina (complesso Arp 2/3) SH 3 Interazione con Cas Interazione con paxillina

Anche FAK come Src viene attivata in seguito alla rottura di interazioni intermolecolari che la mantengono in uno stato inibito.

Il distacco da proteine della matrice extracellulare induce una forma di apoptosi (chiamata “anoikis”) che determina il fenomeno della cosiddetta “crescita dipendente dall’ancoraggio” SH 3 YP 397 FA K AKT PI 3 K PROLIFERAZIONE E SOPRAVVIVENZA SH 2 Src PY

Fosfatidilinositolo 4, 5 fosfato P P P Fosfatidilinositolo 3, 4, 5 fosfato P IP 3 P P P SH 3 YP 397 FA PIP 5 -chinasi g K PLCg Poli-P Crk PY PY PY Dock 180 Cas SH 2 Src PI 3 -chinasi PH GEFs SH 1 paxillina YP 925 Grb 2 Rac, Cdc 42 Poli-P Sos Rac Ras PAK Polimerizzazione dell ’actina e protrusione del lamellopodio JNK Interazione con altre Proteine citoscheletriche e segnalanti Raf MAPK (ERK 1/2) Movimento cellulare Proliferazione e sopravvivenza cellulare TRASCRIZIONE GENICA

FAK, Src e altre chinasi vengono inibite da tirosin fosfatasi che sono sensibili all’azione inibitoria di ROIs FAK, Src, GF-Rs, MAP chinasi (JNK, ERKs) inattive FAK, Src, GF-Rs, MAP chinasi (JNK, ERKs) attive Protein fosfatasi attiva Protein fosfatasi inattiva

La transizione epitelio-mesenchimale rappresenta una modificazione tipica dei tumori epiteliali metastatici An epithelial-mesenchymal transition (EMT) is a biologic process that allows a polarized epithelial cell, which normally interacts with basement membrane via its basal surface, to undergo multiple biochemical changes that enable it to assume a mesenchymal cell phenotype, which includes enhanced migratory capacity, invasiveness, elevated resistance to apoptosis, and greatly increased production of ECM components. The completion of an EMT is signaled by the degradation of underlying basement membrane and the formation of a mesenchymal cell that can migrate away from the epithelial layer in which it originated. (Kalluri and Weinberg, J. Clin. Invest. 119: 1420, 2009)

EPITHELIAL-MESENCHIMAL TRANSITION MESENCHIMAL-EPITHELIAL TRANSITION

giunzioni serrate (tight junction) F-actina microtubuli p 12 0 c at. Previene endocitosi e degradazione E- caderina giunzioni aderenti (adherens junctions) E-caderina p 12 0 c at. Rac E-caderina b cat. F-actina Rho Movimento ina cul vin b cat. Migrazione nel nucleo e trascrizione geni implicati nella proliferazione cellulare

L’aumentata stimolazione con fattori di crescita altera funzioni di E-caderine In diversi modi giunzioni serrate (tight junction) F-actina giunzioni aderenti (adherens junctions) p 120 E-caderina b cat. a cat. lina cu vin F-actina Recettori per fattori di crescita: TGFb. RI e II, IGF-1 R, EGFR, c-Met

L’aumentata stimolazione con fattori di crescita altera funzioni di E-caderine In diversi modi 1. Il promotore del gene per le E-caderine viene represso da repressori trascrizionali (Snail, Twist, Slug e altri) indotti da Recettori per GF e altre vie attivate nel corso di “progressione” tumorale (compreso Nf-k. B). 2. Tirosin chinasi recettoriali (EGFR, IGF-1 R, c-Met, FGF) e non recettoriali (c-Src) inducono fosforilazione e successiva ubiquitinilazione di E-caderine e catenina conseguente degradazione nel proteosoma. La fosforilazione di E-caderina comporta anche il distacco di a e b catenine. 3. Proteasi (metallo-proteasi – MMP) proteolizzano E-caderine alterando contatti cellula-cellula. 4. Gli stessi segnali che “down-regolano” espressione di E-caderine aumentano espressione di Ncaderine (il cosiddetto “caderin-switch”), che sono espresse da cellule mesenchimali e regolano positivamente il movimento cellulare.

movimento Rac Sress fibers, focal adhesion Cdc 42 p 120 Rho cat. ulin c vin E-caderina b cat. a F-actina

Inibizione di GSK da parte di GF-Rs o altri stimoli favorisce la progressione neoplastica P Snail P b cat. E-caderina GSK-3 b cat. P PP Repressione sintesi E-caderine Trascrizione geni implicati in proliferazione e progressione NUCLEO DEGRADAZIONE

Un meccanismo aggiuntivo di regolazione della funzione di bcatenica è rappresentato da un suo aumento di espressione in cellule stimolate con proteine wnt (ampia famiglia di fattori di crescita poco caratterizzati) Gene onco-soppressore, la cui mutazione in cellule della linea germinale determina la Poliposi Adenomatosa Famigliare del Colon

a | In the absence of WNT signalling, -catenin levels in the cytoplasm and nucleus are low as a result of continuous phosphorylation by the serine/threonine kinases CK 1 (casein kinase 1) and GSK 3 (glycogen synthase kinase 3), leading to binding of -transducin-repeat-containing protein (TRCP) and to ubiquitylation and degradation by the proteasome. The destruction complex is composed of CK 1 and GSK 3, as well as the anchor proteins AXIN 1 (axis inhibition protein 1 ) and APC (adenomatous polyposis coli). In the nucleus, TCF (T-cell factor) molecules are bound by co-repressors such as GRG/TLE (Groucho/transducin-like enhancer) proteins that shut off expression of WNT target genes. Other components of the repressor complex include CTb. P (C-terminal binding protein) and HDACs (histone deacetylases). -catenin in the nucleus is inhibited from binding TCF by ICAT (cell autonomous inhibitor of -catenin and TCF). The Frizzled receptor complex — composed of Frizzled and LRP 5 (LDL-receptor-related protein 5) or LRP 6 — can also be actively inhibited by receptor-bound soluble inhibitors such as DKK 1 (Dickkopf homologue 1). b | Upon binding of a lipid-modified WNT protein to the receptor complex, a signalling cascade is initiated. LRP is phosphorylated by CK 1 and GSK 3, and AXIN 1 is recruited to the plasma membrane. The kinases in the -catenin destruction complex are inactivated and -catenin translocates to the nucleus to form an active transcription factor complex with TCF, leading to transcription of a large set of target genes. In the nucleus, -catenin binds to TCF and LEF factors and recruits co-factors such as legless (LGS; also known as BCL 9) and Pygopus (PYGO), CBP/p 300, Brahma and MED 12 to initiate transcription 99, 100, 101. DVL, mammalian homologue of Drosophila Dishevelled; PP 2 A, protein phosphatase 2 A.

Dipartimento di Patologia Sezione di Patologia Generale Università di Verona

Granulocyte/macrophage progenitors Megakaryocyte/erythrocyte progenitors Common myeloid progenitors Haematopoietic stem cell Chronic myeloid leukemia-blast phase (70%) Common lymphoid progenitors Chronic myeloid leukemia-blast phase (30%) Chronic myeloid leukemia-chronic phase R. Ren, 5: 172 -183

Weisberg et al. 7: 345, 2007 With the aid of several mediator proteins, BCR-ABL associates with Ras and stimulates its activation. The adaptor protein, growth factor receptor-bound protein 2 (GRB 2), interacts with BCR-ABL through the proximal SRC homology 2 (SH 2)-binding site that develops when the tyrosine 177 (Y 177) residue of BCR-ABL is autophosphorylated. GRB 2, when bound to BCR-ABL, interacts with the son of sevenless (SOS) protein. The resulting BCR–ABL–GRB 2–SOS protein complex activates Ras. The adaptor proteins CRKL (CRK-like) and SHC (SH 2 -containing protein) can also mediate the BCR-ABL activation of Ras and the mitogen activated protein kinase (MAPK) pathway are coupled by Raf (a serine/threonine kinase). Raf catalyses the phosphorylation of the mitogen-activated and extracellular-signal regulated kinases 1 and 2 (MEK 1 and MEK 2); this results in their activation. Through the stimulation of the Ras–Raf pathway, BCR-ABL increases growth factorindependent cell growth. BCR-ABL also associates with and activates the phosphatidylinositol-3 kinase (PI 3 K) pathway, suppressing programmed cell death and increasing cell survival. BCR-ABL is associated with components of the focal adhesion(that is, actin, paxillin and focal adhesion kinase, or FAK); the activation of CRKL– FAK–PYK 2 leads to a decrease in cell adhesion. BCR-ABL also associates with the Janus kinase and signal transducer and activator of transcription (JAK–STAT) pathway. Finally, BCR-ABL activates pathways that lead to atypical responses to chemotactic factors, which leads to an increase in cell migration. BCR-ABL also associates with survival proteins that interact with the mitochondrial-based BCL 2 family. CAS, p 130 CRK-associated substrate; GAB 2, GRB 2 -associated binding protein 2; SHIP, SH 2 containing inositol-5 -phosphatase

(Imatinib mesilato)

TRASDUZIONE DEL SEGNALE DA PARTE DI RECETTORI IMMUNI ITAM (Immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif) : DExx. Yxx. L/I(x)6 -7 Yxx. L/I

Fcg. RIIA ITAM Fcg. RIIB ITIM: I/Vxx. Yxx. L/V Immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif

TRASDUZIONE DEL SEGNALE DA PARTE DI RECETTORI IMMUNI

attivazione

C-type lectins

Lyn Fyn/ Lck ZAP 70 Lyn Syk Lyn/Hck/Fgr Syk

Abl

Lipide fosfatasi

Protein fosfatasi

ANCHE ALCUNE FAMIGLIE DI INTEGRINE (b 2 E b 3) TRASDUCONO IL SEGNALE MEDIANTE UN MODULO BASATO SU ADATTATORI CON SEQUENZA ITAM E SYK ITAM ? YP YP SYK SFK