I. 受体-配体结合
人类的表皮生长因子(Epidermal Growth Factor, EGF)是由53个氨基酸组成的6kDa的蛋白质,在胆汁、尿液等处浓度较高,而在血浆和唾液中含量较低。EGF广泛参与了牙齿、大脑、胃肠道、生殖道和皮肤的形成,心血管的分化和功能,上皮再生等过程,然而,EGF的缺乏引起的疾病却相当罕见,原因可能是EGFR还存在着EGF以外的配体。
目前已经发现了6种EGF以外的配体,包括转化生长因子(TGF-ɑ),双调蛋白(Amphiregulin),表皮调节素(Epiregulin)等。其中,EGF,TGF-ɑ和双调蛋白属于EGFR的特异性配体。
每种配体对受体的激活方式都大致相同:配体结合,受体二聚化,受体的自磷酸化,信号蛋白或接头蛋白的招募。此外,所有配体都可以诱导EGFR内化并向溶酶体运输。虽然ErbB受体的激活方式具有高度相似性,但是不同的配体引发不同的下游事件,推测可能是每种配体引起的二聚化受体的组成不同。比如EGF可引起EGFR和ErbB2发生二聚化,激活蛋白激酶C(Protein Kinase C, PKC)PKC,而神经调节素导致ErbB2和ErbB3发生二聚化,激活Akt。另外,配体的差异也会影响受体的命运。当受体被内吞后,通常根据其结合的配体进行胞内分选,与EGF结合的受体被溶酶体降解或再循环,而与TGF-ɑ结合的受体进入再循环。因此,不同的配体通过影响EGFR在细胞内的位置产生不同的信号通路,共同调控着细胞正常的生理功能。
II. 受体二聚化
在完整的EGFR激活过程中,配体结合、受体二聚化必不可少。然而,这些事件的发生顺序却存在一定争议。目前广泛接受的理论是EGF首先与EGFR的单体结合,随后发生受体二聚化。与其他受体酪氨酸激酶通过配体作为桥梁连接两个受体的方式不同,EGFR的二聚化位点为受体介导,即配体并不直接参与二聚化界面的形成。每个EGFR单体结合一个EGF分子,受体通过CR1相互作用形成二聚体。
III. 受体磷酸化
在EGFR家族中,EGFR拥有最大的下游信号通路网络,包括ERK-MAPK,PI3K-AKT,JNK和JAK-STAT等。这些信号通路彼此相连,EGFR的激活往往导致整个信号网络的活化,产生多种效应,如细胞增殖,生长,分化,迁移和 细胞凋亡的抑制。EGFR受体信号通路的相关蛋白质如今已经成为恶性肿瘤靶向药物研究的重点之一。
EGF与EGFR结合导致胞内C端多个酪氨酸残基磷酸化。除了这些自磷酸化位点之外,EGFR上还存在着可被其他激酶磷酸化的位点,如EGFR的T654可以被PKC磷酸化。
受体的磷酸化为多种信号分子提供锚定位点,进而启动一系列下游信号通路。