
Zhang, X. et al. An allosteric mechanism for activation of the kinase domain of epidermal growth factor receptor. Cell 125, 1137–1149 (2006)
Репрезентация асимметричного димера киназного домена EGFR, которая была обнаружена Zhang et al., участвует в активации EGFR. Модификация Рис. 6 из данной статьи.	Epidermal growth factor (EGF) заставляет свои рецепторы, EGFR, димеризоваться и - посредством ранее неизвестного механизма - активироваться, чтобы повлиять на нижестоящую передачу сигналов, клеточный рост, пролиферацию и дифференцировку. Хотя EGFR является критическим для здорового клеточного роста, его мутантные варианты связаны с несколькими формами рака. Zhang, Kuriyan с коллегами исследовали структурные механизмы активации EGFR. С помощью кристаллографического скрининга эти исследователи изучали две формы активной конформации димеров киназного домена EGFR. Первый димер был симметричным, с двумя киназными доменами, взаимодействующими обоюдным голова-хвост способом. Напротив второй димер был асимметричным с C-lobe одного мономера (B) примостившимся напротив N-доли др. мономера (A) (see figure). Kuriyan с коллегами предположили, что в симметричном димере C-доля мономера B форсирует аллостерическую активацию мономера A, по способу. сходному с активацией cyclin-зависимых киназ с помощью cyclins. Чтобы проверить эту идею, специфические остатки, которые являются центральными в симметричном димерном интерфейсе, мутировали. Эти мутации не оказывали влияния на фосфорилирование остатков, что проявлялось в активации EGFR. Тот факт, что мутации димерного интерфейса не влияют на активацию указывает на то, что симметричный димер не вовлекается в процесс активации. Но когда сходное мутационное исследование было осуществлено на остатках интерфейса асимметричного димера, то фосфорилирование тех же самых 'EGFR-activity-indicative' остатков почти полностью устранялось, указывая тем самым, что этот димерный интерфейс является критическим для активации EGFR. Чтобы проверить, что устранение активности EGFR не обусловлено неправильной укладкой (misfolding) были протестированы две модели. Мономер с мутацией в своем C-lobe interface регионе д.б. способен активироваться, но не действовать в качестве активатора. Напротив, мономер с мутацией в N-lobe interface регионе д.б. способен действовать как активатор, но быть резистентным к активации. Ко-трансфекционные исследования с мутантным EGFR показали, что эти предсказания верны. Более того, исследователи получили кристаллическую структуру формы димера киназного домена EGFR, который был мутантен в C-lobe face интерфейса димера. Как и ожидалось, этот мутант обладал неактивной конформацией, подтверждающей важную роль интерфейса димеров в запуске активной конформации киназы. Эта показательная структура объясняет также эффекты активации двух наборов EGFR мутаций, которые обычно обнаруживаются при рак легких у людей. Путь передачи сигналов EGFR является критическим в нормальном развитии, а неправильная его функция, как показывают вызывающие рак мутации EGFR, является гибельной. Zhang et al. описали механизм аллостерической активации, которая делает возможным более высокие уровни регуляции, чем стандартная активация с помощью транс-фосфорилирования.

Epidermal growth factor (EGF) заставляет свои рецепторы, EGFR, димеризоваться и - посредством ранее неизвестного механизма - активироваться, чтобы повлиять на нижестоящую передачу сигналов, клеточный рост, пролиферацию и дифференцировку. Хотя EGFR является критическим для здорового клеточного роста, его мутантные варианты связаны с несколькими формами рака. Zhang, Kuriyan с коллегами исследовали структурные механизмы активации EGFR.

С помощью кристаллографического скрининга эти исследователи изучали две формы активной конформации димеров киназного домена EGFR. Первый димер был симметричным, с двумя киназными доменами, взаимодействующими обоюдным голова-хвост способом. Напротив второй димер был асимметричным с C-lobe одного мономера (B) примостившимся напротив N-доли др. мономера (A) (see figure). Kuriyan с коллегами предположили, что в симметричном димере C-доля мономера B форсирует аллостерическую активацию мономера A, по способу. сходному с активацией cyclin-зависимых киназ с помощью cyclins.

Чтобы проверить эту идею, специфические остатки, которые являются центральными в симметричном димерном интерфейсе, мутировали. Эти мутации не оказывали влияния на фосфорилирование остатков, что проявлялось в активации EGFR. Тот факт, что мутации димерного интерфейса не влияют на активацию указывает на то, что симметричный димер не вовлекается в процесс активации. Но когда сходное мутационное исследование было осуществлено на остатках интерфейса асимметричного димера, то фосфорилирование тех же самых 'EGFR-activity-indicative' остатков почти полностью устранялось, указывая тем самым, что этот димерный интерфейс является критическим для активации EGFR.

Чтобы проверить, что устранение активности EGFR не обусловлено неправильной укладкой (misfolding) были протестированы две модели. Мономер с мутацией в своем C-lobe interface регионе д.б. способен активироваться, но не действовать в качестве активатора. Напротив, мономер с мутацией в N-lobe interface регионе д.б. способен действовать как активатор, но быть резистентным к активации. Ко-трансфекционные исследования с мутантным EGFR показали, что эти предсказания верны.

Более того, исследователи получили кристаллическую структуру формы димера киназного домена EGFR, который был мутантен в C-lobe face интерфейса димера. Как и ожидалось, этот мутант обладал неактивной конформацией, подтверждающей важную роль интерфейса димеров в запуске активной конформации киназы. Эта показательная структура объясняет также эффекты активации двух наборов EGFR мутаций, которые обычно обнаруживаются при рак легких у людей.

Путь передачи сигналов EGFR является критическим в нормальном развитии, а неправильная его функция, как показывают вызывающие рак мутации EGFR, является гибельной. Zhang et al. описали механизм аллостерической активации, которая делает возможным более высокие уровни регуляции, чем стандартная активация с помощью транс-фосфорилирования.