Equipe: Tyrosine kinase et signalisation cellulaire CRBM, CNRS FRE2593 1919 route de Mende 34293 Mon

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Equipe Tyrosine kinase et signalisation
cellulaireCRBM, CNRS FRE25931919 route de
Mende34293 Montpellier

• Serge ROCHE
• Tel [phone]
• roche_at_crbm.cnrs-mop.fr
• http//www.crbm.cnrs-mop.fr/7Eroche/Etudiants.htm
  l

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Phosphorylation sur résidue tyrosine

• Phosphorylation serine, thréonine et tyrosine
• pTyr spécifique des organismes multicellulaires
• corresponds à moins de 0.1 de la phosphorylation
  totale
• pTyr identifié en 1975. Premières tyrosine
  kinases identifiées oncoprotéines.
• tyrosine kinases impliquées dans la régulation de
  nombreux processus biologiques croissance,
  différenciation, migration, survie, morphologie
  et excitation cellulaire
• la fonction des tyrosine kinases et régulée par
  les tyrosine PHOSPHATASES

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Tyrosine kinases
U
SH3
Y416
SH2
PDGF R
P
Y527
cSrc
Tyrosine kinases cytoplasmiques
récepteurs
4
Récepteurs
EGFR PDGFR INSR NGFR FGFR EPH
UFO TIE RET HGFR Klg ROR1
RYK DDR
Eck Eek Cek4 Cek5 Cek6 Cek7 Cek8 cek9 Cek10 Hek11
Ehk2
(a, b) CSF-1 R c-kit/SCFR Flk2/Flt3
Erb2 Erb3 Erb4
IFG-1 R IRR Ros Ltk
Trk B TrkC
FGFR2 FGFR3 FGFR4 Cek2
Tek
Met Sea Ron
ROR2
Vyk Mrk
Tyro10
Domaine catalytique
Acid box
Fibronectine III repeat
Domaine discoidin I-like
Domaine EGF-like
Domaine Ig-like
Domaine Cadherine
Régions riches en Cystéine
Motif riche en Leucine
Kringle
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Ligands et Récepteurs
Famille PDGF PDGF A et B (A-A, A-B et
B-B) CSF-1 steel factor, Kit ligand Flt3/Flk2
ligand VEGF Famille EGF EGF, TGFa heregulin,
amphiregulin
R PDGF a R PDGF b C-Kit Flt/Flk R VEGF R
EGF Neu/ErbB2 ErbB3 ErbB4
RECEPTEUR
LIGANDS
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Signalisation des récepteurs aux facteurs de
croissance
Src
Shc
Grb2
PI3K
Y740
P
Y751
rasGAP
P
Y857
P
Shp2
Y1009
P
PLCg
Y1021
P
Synthèse d ADN
7
Mécanisme dactivation
Y740
P
Y751
P
Y857
Y857
P
Y857
Y1009
P
Y1021
P
-


Activité
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Domaine SH2
Initialement identifié par lhomologie de
Fps/Fes avec Src 100 acide aminés environ
avec 20 d homologie entre eux lie les
séquences pTyr lenvironnement peptidique
C-terminal définie la spécificité de liaison
pTyrX(n5) les tyrosine kinases régulent donc
la formation de complexes protéiques important
pour la transmission du signal complexes
régulés par des tyrosine phosphatases concerne
les protéines de signalisation, dont les enzymes
et les adaptateurs (Shp2, Grb2,) des facteurs de
transcription (Stat)
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SH2 Spécificité d interaction
SrcSH2
PLCg SH2(C)
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Domaines dinteraction protéine-protéine
Domaine SH3 PXXP - 50 AA -affinité pour
les séquences riche en prolines - protéines de
signalisation (Src, PLCg,) protéines se liant
au cytosquelette (p130Cas, Paxillin,)
Domaine PTB XXXXpTyr -100 AA -
séquences pTyr. Spécificité via la séquence
N-terminale -protéines de signalisation (IRS-1,
Shc)
Domaine PH PI4,5P2,PI3,4P2, PIP3 - 50 AA
environ - 1 seul AA conservé dans la structure
primaire - affinité pour les phosphoinositides -
nombreuses protéines y compris des protéines de
signalisation (SOS, PLCg, Akt,) -permet
lassociation avec la membrane
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Protéines de signalisation
B. Adaptateurs
Grb2
Shc
Nck
SH2
PTB
SH3
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Voie Ras-Raf-Mek-MapK
Facteur de croissance
Ser/Thr K
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Fonctions des protéines de signalisation dans la
réponse aux facteurs de croissance
A. Mutation du site de liaison
B. Approche du dominant-négatif
C. Microinjection d anticorps neutralisants
D. Inhibition de lexpression
Cellules issue de souris K.O., Interférence à
lARN (RNAi)
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Fonctions des récepteurs aux PDGF

• PDGF initialement identifié dans les plaquettes
  sanguines, mais aussi exprimé dans les
  macrophages, cellule musculaire lisses et
  endothéliales
• puissant mitogène des fibroblastes et des
  cellules musculaires lisses et gliales
• impliqué dans lathérosclérose, cancer
• étude de K.O. chez la souris montrent que les
  récepteurs a et b ont des fonction spécifiques et
  importantes pour le développement embryonnaire de
  la souris
• PDGFRb-/- mort à la naissance
• développement anormal des reins(glomérule),
  désordres haematologiques (anémie)
• PDGFRa-/- mort au stade embryonnaire
• défaut du développement de la crête neurale
  (migration), formation des vertèbres , apoptose
  importante

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Comparaison entre les R EGF et R PDGF
R EGF
R PDGF
Y
Src
Gab1
PI3K
Y
Y
Y
Y
Y
Nck
Y
rasGAP
Y
Grb2
PI3K
Shp2
Y
Grb2
Y
Shc
Y
Y
Y
Shp2
Y
PLCg
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Tyrosine kinases cytoplasmiques
A
B
Récepteur aux facteurs de croissance
Récepteur hormonal R EGF
C
Récepteur hormonal Src
Récepteur aux cytokine TyrK cytoplasmique
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Tyrosine kinases cytoplasmiques
Tel-Jak
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Tyrosine kinases cytoplasmiques
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Tyrosine kinases de la famille Src

• Huit membres chez les mammifères
• Src, Fyn et Yes exprimées de manière ubiquitaires
• Redondance de fonctions entre ces trois membres
• Fonction importantes au cours du développement
  embryonnaire
• souris src-/- souffrent d ostéopetrose
• souris yes-/- sont viables
• souris src, fyn, yes -/- meurent au stade E9 du
  stade embryonnaire
• Enzymes localisées à la face interne de la
  membrane plasmique

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Régulation de Src.I
Y416
Y527
Cas
Csk
PDGF R
?
PTPa
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Régulation de Src.II
Rôle de la boucle activatrice ( activation
loop ) En confirmation fermée, elle empêche le
positionnement du substrat Sa phosphorylation
(pY416) permet un réarrangement de la boucle
libérant el site de liaison du substrat et
stabilise le domaine kinase en confirmation
ouverte
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Fonctions de Src dans la signalisation cellulaire
Proliferation cellulaire (synthèse dADN,
division cellulaire) Morphologie cellulaire
(adhésion, migration) Survie cellulaire
(anti-apoptotique) Différenciation cellulaire
(ostéoclastes,) Activation lymphocytaire,
neuronale, Stress cellulaire (infection
virale, bactérienne, UV,
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Src et les récepteurs aux facteurs de croissance

• Activation des Src, Fyn et Yes par les facteurs
  de croissance (PDGF, HGF, CSF1, thrombine,)
• Association de Src avec certains récepteurs (PDGF
  R, CSF1 R, HGF R,)
• Association via le domaine SH2 et un site de
  liaison dans la région juxtamembranaire
• Src, kinases nécessaire pour la réponse
  mitogénique induite par la plupart des facteurs
  de croissance  
• Redondance de fonction entre Src, Fyn et Yes.
• Src régule lexpression de c-myc nécessaire à la
  réponse mitogénique

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 Voie Src 
PDGF
Src
Abl
Ras
Raf
Rac
Stat3
MKK1
NADPH-Ox.
MKK4
MAPK
O2-
Jnk
p-AP-1
c-myc
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Fonctions oncogéniques de Src
cSrc
U
SH3
SH2
L
Kinase
pY527
vSrc
U
SH3
SH2
L
Kinase
cSrcY527F
F
U
SH3
SH2
L
Kinase
Src activé induit la croissance cellulaire en
labsence de facteurs de croissance et la
transformation du cytosquelette Fonction
oncogénique enzymes constitutivement actives
Activation de Src dans la plupart des cancers
épithéliaux (croissance, invasion tumorale) forme
oncogénique dans les cancers colorectaux,
Src530 Nouvelle cible pharmacologique pour les
cancers de type épithéliaux (formation de
métastases)
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Tyrosine kinases et cancer
Tyrosine kinase
pathologie
inhibiteur
PDGF R
Glioblastome cancer de la prostate GIST
(gastriques)
SU6657 Glivec
Glivec
Cancer du poumon GIST
c-Kit (CSF1 R)
VEGF R
angiogenèse
cancer du sein du poumon et du colon
EGF R, Erb2,...
Herceptine, Iressa
Bcr-Abl
leucémies (CML, )
Glivec
Src
carcinomes ostéoporose
SU6656
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Tyrosine kinases de la famille Abl
2 membres cellulaires Abl et Arg Plusieurs
formes oncogéniques humaines (Bcr-Abl, TEL-Abl,
TEL-Arg) exprimées dans leucémies (CML,
ALL,) Abl à la fois nucléaire et
cytoplasmique Fonction importante de la forme
nucléaire dans lapoptose et le dommage à
lADN Fonction cytoplasmique importante dans la
morphologie et la prolifération cellulaire, rôle
de second message
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Régulation de cAbl
Activation par phosphorylation, ligands du
SH2/SH3 Dimerisation (Bcr-Abl) Inhibition par
lipides de type PIP4,5P2
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Inhibition de cAbl par le Glivec
Glivec analogue de lATP spécifique des tyrosine
kinases de la famille Abl (Abl, Arg, Bcr-Abl) et
R PDGF (R PDGF, R VEGF, c-Kit)
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Inhibition de cAbl par le Glivec.II
Glivec haute affinité pour la kinase régulée
Apparitions de résistance aux Glivec chez les
patients atteints de CML
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Conclusions

• Lexemple du glivec illustre développement de
  nouveaux types danti-cancéreux.
• Il permet dapporter the proof of the concept 
• Il est donc possible de développer des
  inhibiteurs spécifiques dune tyrosine kinase
  impliquée dans une pathologie définie
• Lapparition de résistances nécessite le
  développement dinhibiteurs plus efficaces
• Il suggère également un traitement de bithérapie
  pour une efficacité maximale.