Lck

Lck (z anglického "lymphocyte-specific protein tyrosine kinase"; takisto p56Lck alebo LCK) je nereceptorová tyrozínkináza o molekulárnej hmotnosti 56 kDa, exprimovaná predovšetkým v T-lymfocytoch, ale aj v NK bunkách či v mozgu. Kódovaná je génom "LCK" umiestneným na chromozóme 1. Patrí do rodiny Src kináz (Src family kinases: SFK) a ide o vnútrobunkový protein lokalizovaný na membráne. LCK je spravidla je naviazaná na CD4 alebo CD8 koreceptory, rozpoznávajúce hlavný histokompatibilný komplex triedy II alebo I (MHC II/I), ale v bunke sa nachádza aj vo forme bez naviazaného koreceptoru. Hlavnou úlohou tejto kinázy je fosforylácia intracelulárnych tyrozínových aminokyselinových zbytkov T-bunkového receptoru (TCR) po kontakte T-lymfocytu so svojim antigénom. Okrem toho, forsforyluje a aktivuje následnú kinázu TCR signalizačnej kaskády, ZAP70. Zároveň hrá úlohu v ďalších stupňoch signalizácie. Je to teda enzým kľúčový pre spustenie a prenos signálu cez TCR a následnú aktiváciu danej T-bunky. Expresia LCK je dobre evolučne konzervovaná, čo len podčiarkuje jej dôležitosť pre optimálnu aktivitu T-buniek.
Štruktúra.
Keďže ide o kinázu z rodiny SFK, LCK zdieľa základné štruktúrne domény s ostatnými kinázami tejto rodiny. Obsahuje tzv. Src homologické domény (SH) 2 a 3. SH2 je zodpovedná za rozpoznávanie fosforylovaných tyrozínových zbytkov a SH3 zas viaže oblasti bohaté na prolín. Zároveň obsahuje dôležitú kinázovú doménu zodpovednú sa samotnú enzymatickú aktivitu a regulačný C-koniec. Na rozdiel od ostatných SFK ešte obsahuje doménu na N-konci (niekedy nazývanú SH4), ktorou viaže CD4 a CD8 koreceptory. Tento koniec zároveň zabezpečuje jej umiestnenie na membráne vďaka jeho myristoylácii a palmitoylácii.
Funkcia a prenos signálu cez T bunkový receptor.
Hlavnou funkciou LCK je fosforylácia tzv. ITAM motívov (z anglického Immunoreceptor tyrosine-based activation motifs) na CD3 reťazcoch T bunkového receptoru. Fosforylácia týchto motívov vedie k príchodu ďalšej kinázy ZAP70. Tá je tak isto fosforylovaná pomocou LCK na tyrozíne 293 a tým aktivovaná. ZAP70 následne fosforyluje LAT, ktorý spolu so SLP76 vytvára jadro komplexu, ktorý umožňuje aktiváciu fosfolipázy gamma (PLCγ). Tá katalyzuje štiepenie fosfatidylinositol 4,5-bisfosfátu a tvorbu druhých poslov: diacylglycerolu (DAG) a inositol-1,4,5-trifosfátu (IP3). Tieto dve molekuly potom stoja za prenosom a amplifikáciou signálu ďalej, pričom sa aktivujú rôzne kaskády vyúsťujúce do transkripcie kľúčových efektorových molekúl, diferenciácii bunky a bunkovému deleniu, a teda k celkovej aktivácii stimulovanej bunky.
Okrem signalizácie cez TCR sa LCK podieľa aj na signalizácii indukovanej kostimulačnou molekulou CD28, tým, že viaže jej motív bohatý na prolín a náseldne fosforyluje fosfoinositid-závislú proteín kinázu 1 (PDPK1), ktorá ďalej aktivuje proteín Akt a proteín kinázu C θ (PKCθ). Taktiež sa zdá, že LCK viaže ďalšiu kinázu z SFK rodiny: Fyn a pozitívne ovplyvňuje jej aktivitu.
Zaujímavé je, že LCK je aktívna aj v neurónoch hippokampu a v posledných rokoch sa ukazuje ako dôležitá pri vývoji Alzheimerovej choroby.
Regulácia LCK.
Regulácia LCK prebieha na základe fosforylácie dvoch kľúčových tyrozínových zbytkov na pozícii 505 a 394. LCK je v kľudovej bunke v neaktívnej, zbalenej forme. Tá je udržiavaná vďaka väzbe fosforylovaného tyrozínu 505 (Y505) na SH2 doménu. Na aktivácii je potrebná fosfatáza CD45, ktorá Y505 defosforyluje. LCK sa rozvoľní, čo umožní jej auto-fosforyláciu na tyrozíne 394 (Y394). To ju udrží v aktivovanom stave. Pre inaktiváciu kinázy musí zase dôjsť k defosforylácii Y394 pomocou CD45, opätovnej fosforylácii Y505 kinázou CSK a následnému zbaleniu LCK to neaktívnej konformácie.
Klinický význam.
Vzhľadom na svoje postavenie v rámci TCR signalizačnej kaskády nie je prekvapujúce, že defekty v aktivite a regulácii LCK majú za následok vážne poruchy vývoja a funkcie imunitného systému a zníženú schopnosť T buniek odpovedať na stimuláciu antigénom. Zvýšená alebo neregulovaná aktivita LCK môže viesť k rozvoju autoimunitných ochorení, astmy či rakoviny v dôsledku vysokej aktivity T buniek a ich zníženému prahu citlivosti na antigén. LCK sa vďaka priamemu vplyvu na TCR signalizáciu stala potenciálnym cieľom imunoterapie. Modulácia jej aktivity by totiž mohla pomôcť k utlmeniu aktivity T buniek u pacientov trpiacich niektorými druhmi autoimunitných chorôb, či rakoviny. LCK sa v poslednom čase skloňuje aj v súvislosti s dizajnom T buniek s chimérickým antigénnym receptorom (CAR T cell).