A proteín-tirosina quinase 2 (PTK2), tamén chamada quinase de adhesión focal (FAK), é unha proteína que nos seres humanos está codificada no xene PTK2 do cromosoma 8. A PTK2 é unha proteína quinase asociada ás adhesións focais implicada na adhesión celular (adhesión das células a outras células e ao que as rodea) e procesos de migración ou espallamento das células polo corpo (como se moven). Observouse que cando se bloquea esta proteína, as células de cancro de mama fanse menos metastáticas debido á diminución da súa mobilidade.
Función O xene PTK2 codifica unha proteín-tirosina quinase citosólica que se encontra concentrada nas adhesións focais que se forma en células que se adhiren aos constituíntes da matriz extracelular. A proteína codificada é un membro da subfamilia FAK de proteín-tirosina quinases que inclúe a PYK2, pero carece dunha similitude de secuencia significativa con quinases doutras subfamilias. Tamén ten un gran dominio FERM.SCOPe: Structural Classification of Proteins — extended. Release 2.06. Lineage for Protein: Focal adhesion kinase 1UniProt
Coa excepción de certos tipos de células sanguíneas, a maioría das células expresan a FAK (ou PTK2). A actividade da tirosina quinase FAK pode ser activada, o cal xoga un papel importante nos estadios iniciais da migración celular. A actividade da FAK desencadea vías de transdución de sinais intracelulares que promoven a reciclaxe dos contactos celulares coa matriz extracelular, promovendo a migración celular. A FAK é necesaria durante o desenvolvemento, e a perda da FAK orixina letalidade. Aínda que a FAK non é absolutamente necesaria para a migración celular, pode desempeñar outras funcións na célula, como a regulación do supresor de tumores p53. Atopáronse para este xene polo menos catro variantes de transcrición que codifican diferentes isoformas, pero ata agora só se determinou a secuencia completa de dúas delas.
A proteína FAK (ou PTK2) é unha proteína de 125 kD recrutada como participante na dinámica das adhesións focais entre as células e ten un papel na motilidade e supervivencia celular. A FAK está moi conservada, e é unha tirosina quinase non receptora identificada orixinalmente como substrato da proteín-tirosina quinase v-src oncoxénica. Esta quinase citosólica foi implicada en diversas funcións celulares como a locomoción, resposta mitóxena e supervivencia celular. A FAK está tipicamente localizada en estruturas coñecidas como adhesións focais, que son estruturas multiproteínicas que ligan a matriz extracelular co citoesqueleto citoplasmático. Os compoñentes adicionais das adhesións focais son a actina, filamina, vinculina, talina, paxilina, tensina e RSU-1.
Regulación
A FAK é fosforilada en resposta ás integrinas, estimulación de factores de crecemento e á acción mitoxénica de neuropéptidos. Os receptores integrinas son glicoproteínas transmembrana heterodímeras que se agrupan sobre a matriz extracelular, o que orixina unha fosforilación da FAK e o seu recrutamento nas adhesións focais. A actividade da FAK pode tamén ser atenuada pola expresión do seu inhibidor endóxeno coñecido como nonquinase relacionada con FAK (FRNK). Esta é unha proteína truncada que só consta do dominio non catlítico carboxilo terminal da FAK.
Papel na apoptose
Durante o inicio da sinalización apoptótica en células endoteliais humanas, a FAK é cortada pola caspase 3 na posición Asp-772, xerando dous fragmentos FAK de aproximadamente 90 e 130 kDa de lonxitude. O fragmento menor da FAK denomínase "FAT asasino" (FAT killer) e vai ser o dominio asociado coa sinalización de morte celular. Por medio da apoptose, a FAK contribúe de forma importante ao redondeamento celular, perda de contactos focais e formacións de membrana apoptóticas como as chamadas blebs, que implican unha contracción do anel de actina cortical e é seguido pola condensación da cromatina e a fragmentación nuclear. A sobreexpresión da FAK causa a inhibición da apoptose e un incremento da prevalencia de tumores metastáticos.
Estrutura
A quinase de adhesión focal (FAK) ten catro rexións definidas ou dominios estruturais. Dous destes dominios, o dominio N-terminal FERM e o dominio quinase teñen unha interacción autoinhibitoria. Esta interacción, que se pensa é o resultado de interacción hidrófobas entre os dous dominios, impide a activación do dominio quinase, impedindo dese modo a función de sinalización da FAK. A liberación desta interacción inhibitoria ocorre dentro das adhesións focais, mais non no citoplasma, e, por tanto, pénsase que require a interacción con proteínas de adhesión focal, potencialmente como resultado de forzas mecánicas transmitidas a través da adhesión focal.
C-terminal
Comprobouse que unha rexión carboxilo terminal de 159 aminoácidos chamada dominio diana da adhesión focal (FAT, do inglés focal adhesion targeting), é responsable da unión da FAK ás adhesións focais. Este dominio está composto de catro hélices alfa dispostas formando un feixe. A hélice N-terminal contén unha tirosina fosforilable (Y925) implicada na transdución de sinais. Dous parches hidrófobos entre as hélices, un deles formado pola primeira e cuarta hélices, e o outro pola segunda e terceira, únense a curtos dominios helicoidais de paxilina.
N-terminal
A función do dominio amino terminal está menos clara, pero sábese que interacciona coa subunidade beta-1 de integrina in vitro e crese que intervén na transdución de sinais desde os agrupamentos matriz extracelular-integrina. Porén, un estudo salientou a importancia desta interacción e suxeriu que a interacción coa rexión citoplasmática da subunidade beta-3 de integrina é importante.
Os dominios amino terminal da FAK comparten unha similitude de secuencia significativa co dominio da banda 4.1 identificado primeiramente en eritrocitos. Este dominio da banda 4.1 únese á rexión citoplasmática de proteínas trnasmembrana como a glicoforina C, a actina e a espectrina. Isto suxire que a rexión amino terminal da FAK pode ter un papel na ancoraxe do citoesqueleto, pero a natureza exacta deste papel non se aclarou aínda.
Dominio catlítico/regulador
Entre as rexións amino e carboxilo está o dominio catalítico. A fosforilación do bucle de activación que hai dentro deste dominio quinase é importante para a actividade quinase da FAK.
Importancia clínica
Os niveis do ARNm da FAK están elevados no ~37% dos tumores de ovario serosos e no ~26% dos cancros de mama invasivos, e noutros tumores malignos.
Como diana de fármacos
Inhibidores da FAK
Debido á implicación da FAK en moitos cancros, están buscándose e avaliándose fármacos que inhiban a FAK, por exemplo en 2012: PF-573,228 (PF-228), PF-562,271 (PF-271), NVP-226, Y15 (1,2,4,5-bencenetetraamina tetrahidrocloruro) e PND-1186.
En 2013 completaron polo menos os ensaios en fase 1 o GSK2256098 e o PF-573,228.
Inhibidores adicionais da FAK en ensaios clínicos en 2014 foron: VS-6062 (PF 562,271), VS-6063 (PF-04554878 defactinib) e VS-4718 (PND-1186) (todos eles son inhibidores da quinase competitivos co ATP). O VS-6063 estaba en ensaios en fase II en pacientes co mutante KRAS de cancro de célula pulmonar non pequena (ID do ensaio: NCT01951690) para ver como a resposta dependía das mutacións asociadas ao tumor INK4a/Arf e p53.
En 2015 un ensaio de mesotelioma de VS-6063 deuse por rematado antes de finalizar debido aos 'pobres resultados' obtidos.
Interaccións PTK2 presenta interaccións coas seguintes proteínas:
BCAR1, BMX, CD61, CRK, DCC, FYN, GIT1, GRB7, Grb2, IRS1, ITGB5, JAK2, MAPK8IP3, NCK1, NCK2, NEDD9, NEO1, P53, PIK3R1, PTEN, PXN, RB1CC1, STAT1, Src, Syk, TGFB1I1, TLN1, TSC2, YAP1.
Notas
Véxase tamén Outros artigos Tirosina quinase
Bibliografía
Ligazóns externas MBInfo: FAK FAK Información con ligazóns en Cell Migration Gateway
"Breaking down cancer’s wall of resistance" , blog do Dr.Nick Peel, Cancer Research UK, agosto de 2014
Categoría:Proteína quinases