Büyüme Faktörleri, Reseptörleri ve Sinyal İletim Yolları

Yıl 2022, Cilt: 3 Sayı: 2, 91 - 107, 26.08.2022

Zeliha Tuncer Leyla Didem Kozacı

Öz

Hücresel faaliyetlerin düzenlenmesinde yalnızca hücreler arası sinyal iletimi değil aynı zamanda reseptör ve ligand ilişkisi üzerinden ilerliyen hücre içi sinyal yolları da önemlidir. Ligand reseptör kompleksinin oluşması ile hücre metabolizması, çoğalması, farklılaşma, sağkalım gibi birçok hücresel olay başlamış olur. Steroid hormonlar, nitrik oksit ve karbonmonoksit, nörotransmitterler, ökosanoidler, peptid hormonlar ve büyüme faktörleri sinyal iletim molekülleridir. Hücre yüzey reseptörleri peptid yapıda integral zar proteinleri (transmembran) yapıda olup enzime bağlı reseptörler, iyon kanallarına bağlı reseptörler ve G proteine bağlı reseptörler olmak üzere 3 ana grupta incelenir. Sinir büyüme faktörü (NGF) tanımlanmasından sonra epidermal büyüme faktörü (EBF), fibroblast büyüme faktörü (FBF), transforme edici büyüme faktörü (TGF-β) ve insülin büyüme faktörleri (IGF) aileleri tanımlanmıştır. Büyüme faktörleri reseptörleri enzime bağlı, protein kinaz, reseptörlerdir. Büyüme faktörleri tirozin kinaz ve serin-treonin kinaz olmak üzere iki protein kinaz reseptörüne bağlanırlar. Büyüme faktörlerinin uyarımına yanıt olarak aktifleşen MAP kinaz yolağı hücre büyümesi ve farklılaşmasında önemlidir. PI3 kinaz/Akt ve mTOR yolakları büyüme faktörleri ile aktive olmakta ve hücre sağkalımı ile ilgili birçok transkripsiyon faktörünü ve hedef proteinleri fosforilleyebilmektedir. Fosfolipaz C ve Ca+2 sinyal iletim yolağında büyüme faktörleri reseptör ilişki ile sitozoldeki Ca+2 miktarının regülasyonunu sağlanmaktadır. TGF-β/ Smad yolağında ise büyüme faktörü reseptör etkileşimi ile trasnkripsiyon faktörleri direk bağlantılıdır ve hücre çoğalması, farklılaşma gibi hücresel olaylarda kilit rol oynamaktadır. Bu derlemede büyüme faktörleri, bağlandıkları reseptör çeşitleri, büyüme faktörlerinin reseptörleri ile etkileşimi sonucu düzenlenen sinyal iletim yolakları hakkında bilgi verilmesi amaçlanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Büyüme faktörleri,, büyüme faktörü reseptörleri, serin-treonin kinaz reseptörü, sinyal iletim molekülleri, tirozin kinaz reseptörü.

Kaynakça

• Başaran A: Tıbbi Biyoloji Ders Kitabı (8. Baskı). 2010; 230-62.
• Bachs, O., Agell, N., & Carafoli, E. (1992). Calcium and calmodulin function in the cell nucleus. Biochimica et biophysica acta, 1113(2), 259–270.
• Berridge M. J. (2012). Calcium signalling remodelling and disease. Biochemical Society transactions, 40(2), 297–309.
• BonDurant, L. D., & Potthoff, M. J. (2018). Fibroblast Growth Factor 21: A Versatile Regulator of Metabolic Homeostasis. Annual review of nutrition, 38, 173–196.
• Brahmkhatri, V. P., Prasanna, C., & Atreya, H. S. (2015). Insulin-like growth factor system in cancer: novel targeted therapies. BioMed research international, 2015, 538019.
• Cooper G., Hausman R: Hücre Moleküler Yaklaşım (7.Baskı). 2019;601-47. Clark, D. A., & Coker, R. (1998). Transforming growth factor-beta (TGF-beta). The international journal of biochemistry & cell biology, 30(3), 293–298.
• Cox, A. D., & Der, C. J. (2010). Ras history: The saga continues. Small GTPases, 1(1), 2–27. Cuarental, L., Sucunza-Sáenz, D., Valiño-Rivas, L., Fernandez-Fernandez, B., Sanz, A. B., Ortiz, A., Vaquero, J. J., & Sanchez-Niño, M. D. (2019). MAP3K kinases and kidney injury. Nefrologia, 39(6), 568–580.
• Chang, C. L., & Liou, J. (2016). Homeostatic regulation of the PI(4,5)P2-Ca(2+) signaling system at ER-PM junctions. Biochimica et biophysica acta, 1861(8 Pt B), 862–873.
• Du, Z., & Lovly, C. M. (2018). Mechanisms of receptor tyrosine kinase activation in cancer. Molecular cancer, 17(1), 58.
• Darnell J, Lodish H, Baltimore D. Molecular Cell Biology, Scientific American Books, 1990.
• Erdogan, B., & Webb, D. J. (2017). Cancer-associated fibroblasts modulate growth factor signaling and extracellular matrix remodeling to regulate tumor metastasis. Biochemical Society transactions, 45(1), 229–236.
• Essaghir, A., Dif, N., Marbehant, C. Y., Coffer, P. J., & Demoulin, J. B. (2009). The transcription of FOXO genes is stimulated by FOXO3 and repressed by growth factors. The Journal of biological chemistry, 284(16), 10334–10342.
• Farhan, M., Wang, H., Gaur, U., Little, P. J., Xu, J., & Zheng, W. (2017). FOXO Signaling Pathways as Therapeutic Targets in Cancer. International journal of biological sciences, 13(7), 815–827.
• Goodman R.: Tıbbi Hücre Biyolojisi. Nobel Tıp Kitapevleri (2011); 249-72. Gleichmann, M., & Mattson, M. P. (2011). Neuronal calcium homeostasis and dysregulation. Antioxidants & redox signaling, 14(7), 1261–1273.
• Gschwind, A., Fischer, O. M., & Ullrich, A. (2004). The discovery of receptor tyrosine kinases: targets for cancer therapy. Nature reviews. Cancer, 4(5), 361–370.
• Guo, Z., & Yu, Q. (2019). Role of mTOR Signaling in Female Reproduction. Frontiers in endocrinology, 10, 692.
• Heldin C. H. (2013). Targeting the PDGF signaling pathway in tumor treatment. Cell communication and signaling: CCS, 11, 97.
• Hunter, T., & Sefton, B. M. (1980). Transforming gene product of Rous sarcoma virus phosphorylates tyrosine. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 77(3), 1311–1315.
• Hassan, B., Akcakanat, A., Holder, A. M., & Meric-Bernstam, F. (2013). Targeting the PI3-kinase/Akt/mTOR signaling pathway. Surgical oncology clinics of North America, 22(4), 641–664.
• Hardın J, Bertonı G. BECKER'ın Hücre Dünyası. 9. Baskıdan Çeviri. Palme Yayıncılık. 2019.
• Kim EK, Choi EJ. Pathologicalroles of MAPK signaling pathways in human diseases. Biochimica et Biophysica Acta. 2010; 1802:396-405.
• Kim, M. J., Kim, E., Ryu, S. H., & Suh, P. G. (2000). The mechanism of phospholipase C-gamma1 regulation. Experimental & molecular medicine, 32(3), 101–109.
• Liu, B., & Wu, D. (2004). Analysis of G protein-mediated activation of phospholipase C in cultured cells. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), 237, 99–102.
• Lanner, J. T., Georgiou, D. K., Joshi, A. D., & Hamilton, S. L. (2010). Ryanodine receptors: structure, expression, molecular details, and function in calcium release. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 2(11), a003996.
• Morrison D. K. (2012). MAP kinase pathways. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 4(11), a011254.
• Ma, N., Teng, X., Zheng, Q., & Chen, P. (2019). The regulatory mechanism of p38/MAPK in the chondrogenic differentiation from bone marrow mesenchymal stem cells. Journal of orthopaedic surgery and research, 14(1), 434.
• Moscat, J., Diaz-Meco, M. T., & Rennert, P. (2003). NF-kappaB activation by protein kinase C isoforms and B-cell function. EMBO reports, 4(1), 31–36.
• Najafi, M., Ahmadi, A., & Mortezaee, K. (2019). Extracellular-signal-regulated kinase/mitogen-activated protein kinase signaling as a target for cancer therapy: an updated review. Cell biology international, 43(11), 1206–1222.
• Olarescu, N. C., Gunawardane, K., Hansen, T. K., Møller, N., & Jørgensen, J. (2019). Normal Physiology of Growth Hormone in Adults. In K. R. Feingold (Eds.) et. al., Endotext. MDText.com, Inc.
• Ornitz, D. M., & Itoh, N. (2015). The Fibroblast Growth Factor signaling pathway. Wiley interdisciplinary reviews. Developmental biology, 4(3), 215–266.
• Pottier, C., Fresnais, M., Gilon, M., Jérusalem, G., Longuespée, R., & Sounni, N. E. (2020). Tyrosine Kinase Inhibitors in Cancer: Breakthrough and Challenges of Targeted Therapy. Cancers, 12(3), 731.
• Pascual, J., & Turner, N. C. (2019). Targeting the PI3-kinase pathway in triple-negative breast cancer. Annals of oncology:official journal of the European Society for Medical Oncology, 30(7), 1051–1060.
• Rocco, M. L., Soligo, M., Manni, L., & Aloe, L. (2018). Nerve Growth Factor: Early Studies and Recent Clinical Trials. Current neuropharmacology, 16(10), 1455–1465.
• Roskoski R., Jr (2020). Properties of FDA-approved small molecule protein kinase inhibitors: A 2020 update. Pharmacological research, 152, 104609.
• Rabanal-Ruiz, Y., Otten, E. G., & Korolchuk, V. I. (2017). mTORC1 as the main gateway to autophagy. Essays in biochemistry, 61(6), 565–584.
• Sandal, M., Paltrinieri, D., Carloni, P., Musiani, F., & Giorgetti, A. (2013). Structure/function relationships of phospholipases C Beta. Current protein & peptide science, 14(8), 650–657.
• Shmueli, E., Alberti, K. G., & Record, C. O. (1993). Diacylglycerol/protein kinase C signalling: a mechanism for insulin resistance? Journal of internal medicine, 234(4), 397–400.
• Verret, B., Cortes, J., Bachelot, T., Andre, F., & Arnedos, M. (2019). Efficacy of PI3K inhibitors in advanced breast cancer. Annals of oncology: official journal of the European Society for Medical Oncology, 30 Suppl 10, x12–x20.
• Veronica Lifshitz, Dan Frenkel, in Handbook of Biologically Active Peptides (Second Edition), 2013.
• Wortzel, I., & Seger, R. (2011). The ERK Cascade: Distinct Functions within Various Subcellular Organelles. Genes & cancer, 2(3), 195–209.
• Xie, T., & Leung, P. S. (2017). Fibroblast growth factor 21: a regulator of metabolic disease and health span. American journal of physiology. Endocrinology and metabolism, 313(3), E292–E302
• Yu, Y., & Feng, X. H. (2019). TGF-β signaling in cell fate control and cancer. Current opinion in cell biology, 61, 56–63.
• Zanin, S., Lidron, E., Rizzuto, R., & Pallafacchina, G. (2019). Methods to Measure Intracellular Ca2+ Concentration Using Ca2+-Sensitive Dyes. Methods in molecular biology (Clifton, N.J.), 1925, 43–58.
• Zeng, F., & Harris, R. C. (2014). Epidermal growth factor, from gene organization to bedside. Seminars in cell & developmental biology, 28, 2–11.
• Zhu, Y., Yang, J., Xu, D., Gao, X. M., Zhang, Z., Hsu, J. L., Li, C. W., Lim, S. O., Sheng, Y. Y., Zhang, Y., Li, J. H., Luo, Q., Zheng, Y., Zhao, Y., Lu, L., Jia, H. L., Hung, M. C., Dong, Q. Z., & Qin, L. X. (2019). Disruption of tumour-associated macrophage trafficking by the osteopontin-induced colony-stimulating factor-1 signalling sensitises hepatocellular carcinoma to anti-PD-L1 blockade.