Antijen Reseptör Sinyalinin NF-kB Uyarım Yolağı

... konulu sunumlar: "Antijen Reseptör Sinyalinin NF-kB Uyarım Yolağı"— Sunum transkripti:

1 Antijen Reseptör Sinyalinin NF-kB Uyarım Yolağı
Dr.Handan Aksoy

2 B MHC T ASH

3

4

5

6 B hücre aktivasyonu Kinazların uyarımı PLC-g Ag mIg PIP lck lyn fyn
2 PLC-g lck lyn fyn blk syk IP DAG 3 Kinazların uyarımı

7 B Menu F

8

9 Transkripsiyon faktörü NF-kB
İmmün hücre gelişimi Homeostazis Yaşam süresi Hücre fonksiyonu regülasyonu

10 Patojen tanıma Doğal immün sistemde Toll like reseptörler Adaptif immün sistemde TCR ve BCR NF-kB aktivasyonunda farklı yolaklar mevcut ! Efektör yanıt sırasında doğru aktive olmayan NF-kB durumunda Otoimmünite, yangı, kanser gelişiminin uyarılması

11 NF-kB Tüm hc tiplerinde mevcut Sitozolde inaktif formda bulunur
IkB ailesi proteinlerine bağlı Homodimer veya heterodimer formda Aktive edildiğinde hızla nükleusa gider ve bir kaskad aktifleşir NF-kB: Bir grup yapısal ve evrimsel olarak korunmuş gen ürünü Bu genler Rel Ailesi (5 üyesi olan) olarak bilinir Rel A (p65) Rel B C-Rel (REL) NF-kB1 (p50 ve prekürsörü p105) NF-kB2 (p52 ve prekürsörü p100)

12 Memeli Nf-kB proteinleri 2 grupta sınıflanır:
Rel A, Rel B, cRel Matur protein, transkripsiyonel aktivasyon domaini(TAD) var NF-kB1 (p50,105kDa), NF-kB2 (p52, 100kDa) Herikisinin kaybında transkripsiyon çalışmaz. IkB ailesinin 9 üyesi var, 3 grupta incelenir. Klasik IkBs α,β,γ(p70),ε NF-kB prekürsörleri p105 ve p100 IkBs, B hc lösemi/lenfoma (BCL)-3, IkBζ, IkBNS IkB, tekrarlayan ankirin bölgesiyle NF-kB Rel Homoloji domaini (RHD)’nin Nükleer Lokalizasyon Sinyalini maskeler DNA bağlanmasını bloke eder

13 NF-kB sinyalleri klasik ve alternatif yolla gelişir
Klasik yol (Canonical) IKB kinaz (IKK) β ve IKK γ (NF-kB essential modulator, NEMO) NF-kB aktivasyonu IkB degradasyonu ile olur. Alternatif yol (Noncanonical, novel) IKK α ve NF-kB inducing kinaz (NIK) bağımlıdır P100 prekürsör proteinlerin çalışmasını regüle eder Lenfoid organ formasyonu ve B hc maturasyonu için önemli CD40L, lymphotoxin B, BAFF, TNF α ailesi uyarımından sonraki NF-kB aktivasyonu

14 IkB degradasyonu sıkı kontrolü olan bir olaydır
IKK kompleksi tarafından N ucu serin rezidülerinin fosforilasyonu başlar, Fosforile IkB, poliubikitinasyon yolu ile E2-E3 ligaz ile işaretlenir ve ardından proteozomal degradasyon olur NF-kB serbestleşir ve aktive olur

15 IKK kompleks en az 3 subüniteden oluşur
yapısal regülatör subünit (1) IKKγ (NEMO) katalitik kinaz subüniti (2) IKKα (IKK1) IKKβ (IKK2)

16

17 3

18 TCR uyarıldığında reseptörde köprüleşme başlar,
Hücre teması olan noktada tekrar düzenlenen membran proteinleri (immünolojik sinaps) Supranükleer aktivasyon kümeleri (SMAC) CSMAC (CD28, TCR-CD3 gibi..) PSMAC

19 Antijen reseptör kompleksleri Src ailesinin (SFKs) protein tirozin kinazları ile birliktedir
Lck (CD4 veya CD8 koreseptörlere sitozolik kısmına bağlı) Fyn (T hücresinde) Blk, Fyn, Lyn (B hücresinde)

20 tirozin kinaz kompleksi
Src-protein tirozin kinaz kompleksi

21 NF-kB’ye CD28 koreseptör sinyali 2 yolak oluşturur
PI3K bağımlı: PI3K aktivasyonu İkincil haberci olan PIP2 ve PıP3 oluşumu GTPaz Rho ailesi aktivasyonu Plextrin homoloji domainleri (PHD) içeren proteinler Fosfatidil inozitol dependent kinaz 1 (PDK1) Protein kinaz B (PKB = Akt) Guanin nükleotid exchange factor (GEF) vav

22 NF-kB3ye CD28 koreseptör sinyali 2 yolak oluşturur
PI3K bağımlı Grb 2 yolu Grb2 enzimatik aktivitesi yoktur Uyarıldığında aktin reorganizasyonuna öncülük eder Sitoplazmik adaptör proteinlerden Grb 2 – vav birlikte sinyal birleştirici görevindedir. Fosfolipaz C aktive olur ve DAG oluşur Sinyalin PKC θ ‘e taşınmasında önemlidir.

23 NF-kB’ye giden AgR sinyallerinde PKC üyelerinin önemi
Erken antijen reseptör sinyalleri Ardışık tirozin fosforilasyonu olayları PLC γ yoluyla IP3 ve DAG oluşumu sinyal iletiminde doğal modifikasyonlar yapar Serin-treonin fosforilasyonu Lizin ubiqutinasyonu IKK kompleksi aktivasyonu Oligomerizasyon kaskadının inşaası (PKC izoformları başlatır) Bu olaylar DAG bağımlıdır Thc’de Ca bağımsız PKCθ, B hc’de Ca bağımlı PKC β

24 NF-kB, BCR ve TCR’de farklı yolakları kullanır
IKK kompleks formasyonu farklıdır Protein kinaz C θ (PKCθ)—T hc Protein kinaz C β (PKCβ)—B hc Upstream CARMA1-BCL 10-MALT1 (CBM kompleks) NEMO poliubikitinasyonu yapar ve ardından IKK kompleks aktivasyonu olur

25 T hc’de PKCθ NF-kB ve JNK aktivasyonunda selektif olarak görevli
Thc’de birçok PKC izoenzimi var, ancak TCR uyarısı sonrası cSMAC sitoplazmik alanında yerleşmiş tek izoenzim formu PKCθ Matur T lenfositte IL-2 transkripsiyonu olur PDK 1(fosfotidil inozitol bağımlı kinaz) PI3K, vav bağlı aktivasyonu membanda PDK1 çalışmasını indükler PDK1 eş zamanlı olarak CARMA1 ve PKCθ’ya bağlı CBM kompleksinde çalışır

26 2 (C1) DAG-dependent conserved domain 1;
(C2) Ca2+-dependent conserved domain 2; (CARD) caspase-recruitment domain; (PRD) PKC-regulated domain; (SH3) Src-homology 3 domain; (GUK) guanylate kinase; (MAGUK) membrane-associated guanylate kinase; (DD) death domain; (Ig) immunoglobulin-like domain; (R) RINGdomain-type zinc finger—binds to two Zn atoms; (TZ) TRAF-type zinc-finger domains–binds five Zn atoms in TRAF2 and six Zn atoms in TRAF6; (CC) coiled-coil domain; (MATH) meprin- and TRAF-homology domain; (a) a-helical domain; (LZ) leucine zipper domain; (HLH) helix-loop-helix domain; (NBD) NEMO-binding domain; (Z) zinc finger

27 tirozin kinaz kompleksi
Src-protein tirozin kinaz kompleksi

28 Adaptör moleküller

29 Tirozin kinazı-Itk, Btk
Tec ailesi Tirozin kinazı-Itk, Btk

30

31 1+2 2 1

32 BCL10 agresif B hc lenfomasında translokasyon hedefi
AgR –NF kB aktivasyonunda CARMA1-MALT1- BCL 10 kompleksi santral sinyal molekülüdür BCL10 agresif B hc lenfomasında translokasyon hedefi BCL 10 aşırı ekspresyonu klasik NFkB aktivasyonu yaparak MALT lenfomalara ait bir özellik BCL 10 caspaz recruitment domain (CARD) içeren geniş bir protein ailesinden, CARD içeren proteinler apoptozda görevli BCL 10 eksik farelerde; Antijen uyarısına proliferasyon cevabında bozulma T ve B hc’de NFkB aktivasyonunda bozulma Nöral tüp kapanma defekti Foliküler marjinal zonda B hc azalması saptanmış.

33

34 CARMA1 BCL10 ilişkili protein
Lymphocyte-specific member of the membrane-associated guanylate kinase (MAGUK) protein family BCL10’un upstream molekülü olarak çalışır PKCθ ve PKCβ’nın hedefi CARMA1’in PKC regülated domain (PKD)’dir ve buranın fosforlanması CBM oligomerizasyonkaskadını ve MALT1-BCL 10- CARMA1 ilişkisine izin verir Eksikliğinde; NK hc ve B1 hc gelişiminde defekt BCR uyarımının kaybolması CD40L, anti IgM ve LPS yanıtında bozulma Mutant CARD olması durumunda BCL10 bağlanması ve IKK aktivasyonu olmamaktadır.

35 2

36 CBM signalosome CARMA1 nükleotid kompleks CARMA1 signalosome
AgR’de başlayan sinyalin IKK’ye iletilmesinde CARMA1 yapı iskelesi görevinde PKC’nin yaptığı CARMA1 fosforilasyonu CARMA1 oligomerizasyonuna sebep olur CARMA1 multimerizasyonu Agr sinyalini büyütür IKK aktive olur, downstream oligomerizasyon kaskadı oluşur

37 3

38 MALT1 Caspaz like BCL10 binding protein
Bazı MALT lenfomalarda translokasyon hedefi BCL10 ve MALT1 sinerjik çalışır ve NFkB aktive ederler N terminal ölüm domaini Ig like domain C terminal kaspaz like domain Eksikliğinde IL2 üretimi Hücre çoğalması TCR uyarısı sonrası IKK aktivasyonunda defekt (nöral gelişim defekti yoktur)

39 2

40 POLKADOTS (punctate and oligomeric killing or activating domains transducing signals)
MALT1 ve NF-KB aktivasyonunda etkili sitoplazmik yapılar BCL10 ve diğer sinyal proteinleri arasındaki artmış ilişki alanı Dinamik bilgi değişiklikleri

41 3

42 2

43 CBM signalosome DENEYSEL çalışmalar CARMA1 nükleotid kompleks
CARMA1 signalosome AgR’de başlayan sinyalin IKK’ye iletilmesinde CARMA1 yapı iskelesi görevinde PKC’nin yaptığı CARMA1 fosforilasyonu CARMA1 oligomerizasyonuna sebep olur CARMA1 multimerizasyonu Agr sinyalini büyütür IKK aktive olur, downstream oligomerizasyon kaskadı oluşur DENEYSEL çalışmalar CARMA1-BCL10-MALT1 oligomerizasyonu IKK aktivasyon kaskadını uyarmak için yeterlidir CBM signalosome overekspresyonu in vivo veya invitro spontan oligomerizasyona yol açar CARMA1-BCL10-MALT1 veya TRAF6 overekspresyonu tek başına IKK aktivasyonunu indüklemek için yeterlidir.(diğer uyaranların yokluğunda) CARMA1 ve BCL10’un CARD delesyonunda IKK aktivasyonu olmaz

44 3

45 İKK uyarısında TRAF BCL10- MALT1 IKKy’nın Lys-63-linked poliubikinasyonuna (UBC13-ubikitin konjuge enzim13) sebep olur TRAF2 ve TRAF6, MALT1’in efektörü olarak çalışır TRAF oligomerizasyonu IKK aktivasyonunu uyarır TCR’nin NF-kB sinyalinde TRAF6 gereksinimi

46 TRAF6 ve TRAF2 T hc aktivasyonuna katkıda bulunur
Aktive TRAF2 K63 poliubikitinasyonu için RIP1’i hedefler (TRAF6 kendisi yapar) IKK aktivasyonu Ubikitine TRAF6 TAK1 kompleksi TAK1 baplayan protein (TAB1-3) IKK kompleksi bağlanmasıyla olur Aktive TAK1, IKKβ serin rezidülerini fosforile eder, IKK kinaz aktivitesi IKKβ fosforilasyonu IkBα fosforilasyonu NF-kB aktivasyonu

47 TRAF2, RIP1 poliubikitinasyonunu katalize eder
RIP1, TAK1 kompleksi veya FADD-caspaz 8 kompleksi ile birleşir NF-kB aktive olur FADD-caspaz kompleksi IKKa ve IKKb ile ve CBM signalosome ile köprü oluşturabilir RIP1 yoluyla IKK kompleksi fosforilasyonu yapılır Caspaz 8 eksik farelerde NF-kB aktivasyonu bozulmamıştır UBC13 eksik B hücrelerde Normal NF-kB aktivasyonu var ama JNK ve p38MAPK aktivasyonu bozulmuş, başka ubikitin zincirleri kompanse ediyor ???

48 3

49 IKK aktivasyonunun modülasyonu ve downregülasyonu
PKCθ aktive TCR downregülasyonuna katılır (CD3y dilösin reseptör ayırma motifi ve serin 126 fosforilasyonu yoluyla TCR geri dönüşümü sağlanır Aktivasyon sinyalinin sonlandırılması anahtar sinyal moleküllerinin yıkılmasıyla olur BCL10 ubikitinasyonu ve lizozomal parçalanma (NEDD4, Itch, CIPA’ proteinleriyle) Thc uyarımı olduğunda CBM sig. Aktive IKKβ, BCL10’un C terminalini fosforile eder, BCL10-MALT1 bağlantısı yıkılır K63 poliubikitin zincirlerinin deubikitinasyonu A20 ve CYLD(tümor supressor cylindromatosis domain) tarafından yapılır CYLD: K63 bağlı poliubikitin zincirlerini kaldırarak TRAF2, TRAF6 ve IKKy’ı inaktive eder. A20: TRAF2,TRAF6 ve RIP1’den K63 bağlı poliubikitin zincirlerini kaldırır ve RIP1’in K48 poliubikitinasyonu katalize eder,böyleve proteozomal yıkımı olur. AICD (Activation induced cell death) Çoğalan T hücresine 2. uyarı AICD ile sonuçlanır Apoptozisin bir formudur

50 AICD HKP1 (Hematopoetik progenitör kinaz)
Proksimal sinyal proteinlerinin immünoreseptörü olarak çalışır T hücresinde AICD regülasyonunu yapar HKP1, IKK kompleksinin ayrılmasına sebep olur NF-kB inhibe edilmiş olur

51 4 3 1 2 4 5

52 Önemli noktalar Antijenle uyarılmış lenfositlerde,NF-kB birçok gen ürününü kontrol eder Yaşam süresi, efektör fonksiyon ve proliferasyon gibi.. CARMA1-BCL10-MALT1 kompleksinin keşfi Oligomerizasyon Ubikitinasyon Fosforilasyon olayları JNK ve IKK aktivasyonunda önemli

53 NF-Kb Uyarımındaki bozukluklarla lenfoma ve miyelomların ilişkisi
T hc’de PKCθ ve B hc’de PKCβ veya CBM sig. yapılarına karşı geliştirilen ilaçlar lenfoid mailgniteler, otoimmün hastalıklar ve immün tolerans oluşturulmasında kullanılabilir PKC θ eksik farelerde Th1 dependent antigen induced arthritis’ e direnç olduğu saptanmış Astım hayvan modelinde alerjik havayolu inflamasyonu gelişiminde CARMA1’in önemli olduğu gösterilmiş

54 Sorular BCR sinyalinde TRAF2 ve TRAF6’nın yeri
NF-kB aktivasyonundaki bazı moleküllerin JNK yolunda da kullanılması (PKCθ ,PKCβ, CARMA1, RIP2, TAK1 kompleksi) Bu iki yol apoptozis’de antagonistik çalışır B hücresinde bu yollar arası bağlantı kaybolursa klonal anerji olur, oysaki T hücresinde bu durum tolerojenik cevaba sebep olur