Activación de los receptores Trk: rol de las diferentes tirosinas fosforiladas

La activación de Trk para liderar la señalización pertinente intracelular sigue el esquema canónico general establecido para los receptores tirosina kinasa. Se induce una dimerización por la unión al ligando, también dímero, se prosigue con una activación inicial que la actividad kinasa intracelular que fosforila las tirosinas en el ‘loop’ de activación. Esto conduce a una activación kinasa completa y a una autofosforilación de tirosinas fuera del ‘loop’, que permite la unión y activación de moléculas de señalización. Finalmente, se propagan las diversas transducciones de señales a través de cascadas iniciadas por cada una de las primeras moléculas unidas al receptor. Primeramente apuntaremos y describiremos los aspectos iniciales de la señalización de Trk,

centrándonos en qué tirosinas o regiones del receptor son importantes para una primera unión con moléculas de señalización. Más adelante, describiremos detalladamente, en nuestro modelo de estudio bioquímico, la línea celular PC12, las diferentes cascadas de transducción intracelular. Debemos mencionar que aunque el receptor esté glicosilado en la superficie, también posee una gran capacidad de activarse de una manera independiente de estímulo, es por eso que se ha descrito a veces que altos niveles de sobreexpresión de Trk provocan la autofosforilación en ausencia de neurotrofinas. Refiriéndonos a este punto, también cabe destacar que algunos glicolípidos, como gangliósidos y ceramida, provocan autofosforilación y señalización de Trk, como si mimetizaran la acción de las NTs. Dicho esto, nos centraremos en la activación neurotrofina- dependiente de los receptores Trk, y usaremos como modelo TrkA humano.

Existen 10 tirosinas, conservadas en la evolución, presentes en el dominio citoplasmático de los diferentes Trks. La máxima activación del receptor seguido de la unión del ligando requiere una autofosforilación inicial de los residuos de tirosina 670, 674 y 675, que están en el ‘loop’ de activación del dominio kinasa. En un estado no unido a ligando, este ‘loop’ bloquea el acceso al centro activo del dominio kinasa de sustratos. La unión al ligando permite la primera autofosforilación en los residuos antes mencionados y se producen los cambios conformacionales que permiten el acceso de sustratos al centro activo del dominio kinasa. Esta conformación estable, entonces, permite la fosforilación de dianas inter- e intramoleculares. Describiremos, en general, otros residuos de tirosinas descritos como relevantes para la señalización y las proteínas adaptadoras que se unen a estos sitios provocando la activación de las vías intracelulares. (Revisado en (Friedman and Greene, 1999; Huang and Reichardt, 2003))

• El residuo pY785, situado en el C-terminal del receptor, está dentro de una secuencia consenso de unión al dominio SH2 de la fosfolipasa C-γ (PLC-γ) y es necesario para la fosforilación y activación NGF-dependiente de PLC-γ (Obermeier et al., 1993; Obermeier et al., 1994). También se ha identificado como una sitio de asociación a CHK (‘Csk homologous kinase’) (Yamashita et al., 1999a).

• El residuo pY490 promueve la unión de Shc y su activación, también a través de sus tirosinas (Obermeier et al., 1994; Stephens et al., 1994). La unión de Shc a pY490 se realiza a través de su dominio PTB. Existen varias isoformas de Shc que son fosforiladas por inducción de NGF. En cualquier caso, fosfo-Shc interacciona con los complejos preformados Grb2-SOS que participan en la activación de Ras. De estos dos residuos, finalmente tenemos que añadir que únicamente la doble mutación de los residuos Y490 e Y785 inhibe la activación de la vía Ras y la neuritogénesis, en cambio, las simples mutadas, aunque menos, aún son capaces de una pequeña activación. Esto sugiere que existe un grado de redundancia en la señalización del NGF que lleva a la diferenciación neuronal. Otra proteína adaptadora que se une a este residuo fosforilado es FRS2. Está

anclada en la membrana y su fosforilación activa la vía Ras/ERK, reclutando un complejo formado por la fosfatasa SHP2, GRB2, SOS y Crk.

• Un tercer residuo importante es Y751, situado dentro del dominio kinasa, que pertenece a una secuencia consenso de unión de PI3K (‘phophatidilinositol 3 kinase’), pero no existen evidencias de autofosforilación y su mutación no inhibe la activación de la PI3K. Parece jugar un papel en estabilizar la estructura activa de Trk ya que su mutación compromete la fosforilación de PLC-γ y disminuye la eficiencia con la que Trk fosforila otros sustratos. • Contrariamente a lo descrito hasta ahora, existe alguna proteína adaptadora, como SNT

(‘suc-associated neurotrophic factor-induced tyrosine-phosphorylated target’) que se fosforila en respuesta a NGF en ausencia de los residuos anteriores Y490 e Y785 fosforilados y de sus vías de señalización asociadas. Además, la parte yuxtamembrana de Trk contiene un número de sitios conservados, como la secuencia K441_F442_G443_{, que es}

importante para la activación de SNT y para el crecimiento neurítico, ya que la deleción de los 3 residuos mencionados, inhibe la fosforilación de SNT y el crecimiento neurítico, pero no la activación de PLC-γ, PI3K y Ras/ERK. Debemos puntualizar que SNT y FRS2 inicialmente se habían descrito como equivalentes pero estudios posteriores demostraron que SNT está predominantemente en el núcleo, mientras que FRS2 está anclada en la membrana plasmática.

• rAPS y SH2-B contienen dominios SH2 y se unen a las tirosinas fosforiladas del ‘loop’ de activación del dominio kinasa (Y670, Y674 e Y675). Forman homo– y heterodímeros y después de la activación de Trk, se unen a Grb2 y promueven la activación de la vía Ras/ERK a través de SOS y la activación de la vía PI3K, a través de Gab.

• No todas las interacciones con el receptor Trk dependen de la fosforilación de tirosinas. La proteína tirosina kinasa c-Abl interacciona con el dominio yuxtamembrana de Trk, tanto si las tirosinas de esta región están o no fosforiladas. Esta proteína se ha visto implicada en varios aspectos de la diferenciación neuronal. Recientemente, en la parte yuxtamembrana que comprende los residuos 472-493, se ha descrito la interacción entre TrkA y p62, una proteína que sirve de puente entre TrkA y p75NTR_{. Dicha interacción no compite con la}

unión de Shc (Geetha and Wooten, 2003). Finalmente, sólo nos falta destacar la importancia del residuo K485 para la poliubiquitinización del receptor TrkA (Wooten et al., 2005).

• Por último, sin una localización concreta, se ha descrito que Trk puede interaccionar con componentes del complejo motor de dineína (Yano et al., 2001).

Figura I34. Esquema del reclutamiento de proteínas adaptadoras al receptor Trk activado por NTs. Fuente: (Huang and Reichardt, 2003).