كيناز بروتين التيروسين Lck

إنزيم التيروزين كيناز Lck (أو كيناز التيروزين البروتيني الخاص بالخلايا اللمفاوية ) هو بروتين بوزن 56 كيلو دالتون ، يوجد داخل الخلايا اللمفاوية ، ويُشفّر في الإنسان بواسطة جين LCK . ^{[ 5 ]} ينتمي Lck إلى عائلة كيناز Src (SKF)، وهو مهم لتنشيط إشارات مستقبلات الخلايا التائية (TCR) في كل من الخلايا التائية الساذجة والخلايا التائية الفعالة. يُعد دور Lck أقل بروزًا في تنشيط أو الحفاظ على خلايا الذاكرة التائية CD8 مقارنةً بخلايا الذاكرة التائية CD4. بالإضافة إلى ذلك، يختلف النشاط الأساسي لنظير Lck في الفئران بين مجموعات خلايا الذاكرة التائية الفرعية. يبدو أنه في الفئران، ضمن مجموعة خلايا الذاكرة التائية الفعالة (TEM)، يوجد أكثر من 50% من Lck في هيئة نشطة بشكل دائم، بينما يوجد أقل من 20% من Lck في شكله النشط في خلايا الذاكرة التائية المركزية. وتعود هذه الاختلافات إلى التنظيم التفاضلي بواسطة الفوسفاتاز-1 المحتوي على نطاق SH2 (Shp-1) وكينيز Src الطرفي C. ^{[ 6 ]}

إن Lck مسؤول عن بدء سلسلة إشارات TCR داخل الخلية عن طريق فسفرة زخارف التنشيط القائمة على التيروزين للمستقبل المناعي (ITAM) داخل السلاسل المرتبطة بـ TCR.

يوجد بروتين Lck بأشكال مختلفة في الخلايا المناعية: إما حراً في السيتوبلازم أو مرتبطاً بالغشاء البلازمي عبر الميريستويل والبالميتوين. وبفضل وجود وحدة CxxC المحفوظة (C20 وC23) في بنية مشبك الزنك، يستطيع Lck الارتباط بالمستقبلات المساعدة CD8 و/أو CD4 الموجودة على سطح الخلية.

يختلف Lck المرتبط عن Lck الحر في خصائصه: يتميز Lck الحر بنشاط كينازي أعلى مقارنةً بـ Lck المرتبط، كما أنه يُحفز الخلايا التائية بمستوى أعلى. ^{[ 7 ]} ولا تزال أسباب هذه الاختلافات غير مفهومة تمامًا.

يوجد بروتين Lck بشكل شائع في الخلايا التائية . ويرتبط بالذيل السيتوبلازمي للمستقبلات المساعدة CD4 و CD8 على الخلايا التائية المساعدة والخلايا التائية السامة على التوالي ، ^{[ 8 ] [ 9 ]} ، للمساعدة في نقل الإشارات من مُركب مستقبلات الخلايا التائية (TCR). تستطيع الخلايا التائية الاستجابة لمسببات الأمراض والسرطان باستخدام مستقبلات الخلايا التائية، ومع ذلك، يمكنها أيضًا التفاعل مع المستضدات الذاتية، مما يؤدي إلى ظهور أمراض المناعة الذاتية . يحدث نضج الخلايا التائية في الغدة الزعترية ، ويتم تنظيمه بواسطة عتبة تحدد الحد الفاصل بين الانتقاء الإيجابي والسلبي للخلايا التائية. لتجنب ظهور أمراض المناعة الذاتية، تُزال الخلايا التائية شديدة التفاعل مع الذات أثناء الانتقاء السلبي، بينما يلزم وجود عدد من الخلايا التائية ضعيفة التفاعل مع الذات لتعزيز استجابة مناعية فعالة، لذلك يتم اختيار هذه الخلايا للنضج أثناء الانتقاء الإيجابي. يتم تنظيم عتبة الانتقاء الإيجابي والسلبي للخلايا التائية النامية بواسطة الارتباط بين بروتين Lck والمستقبلات المساعدة. ^{[ 10 ]}

يوجد نوعان رئيسيان من الخلايا التائية التي تتوسط الاستجابات المناعية التكيفية: الخلايا التائية المساعدة (CD4+)، والخلايا التائية السامة (CD8+)، والتي ترتبط على التوالي بجزيئات MHCII وMHCI. على الرغم من اختلاف دورها في الجهاز المناعي، إلا أن آلية تنشيطها متشابهة. تشارك الخلايا التائية السامة بشكل مباشر في تحديد الخلايا المصابة وإزالتها، بينما تنظم الخلايا التائية المساعدة عمل الخلايا المناعية الأخرى لتوفير الاستجابة المناعية. ^{[ 11 ]}

تبدأ الاستجابة المناعية عندما تتعرف الخلايا التائية على مستضداتها الخاصة. تعرض الخلايا العارضة للمستضد (APC) على سطحها جزءًا من المستضد الذي تتعرف عليه إما الخلايا التائية CD8+ أو الخلايا التائية CD4+. يؤدي هذا الارتباط إلى تنشيط سلسلة إشارات مستقبلات الخلايا التائية (TCR)، حيث يتم فسفرة وحدات التنشيط المناعي المعتمدة على التيروزين (ITAM) الموجودة في سلاسل CD3-زيتا (سلاسل ζ) لمركب TCR بواسطة Lck، وتمتد بشكل أقل بواسطة Fyn. ^{[ 12 ]} يمكن لكل من Lck المرتبط بالمستقبل المساعد والحر أن يفسفر سلاسل CD3 عند تنشيط مستقبلات الخلايا التائية (TCR). تشير الأدلة إلى أن الشكل الحر من Lck يمكن استقطابه وتحفيز إشارة TCR بشكل أسرع من Lck المرتبط بالمستقبل المساعد. ^{[ 7 ]} بالإضافة إلى ذلك، عند تنشيط الخلايا التائية، ينتقل جزء من Lck النشط ككيناز من خارج الحويصلات الدهنية (LR) إلى داخلها حيث يتفاعل مع Fyn الموجود في الحويصلات الدهنية وينشطه ، وهو ما يشارك في تنشيط الإشارات اللاحقة. ^{[ 13 ] [ 14 ]} بمجرد فسفرة معقد ITAM، يمكن أن ترتبط سلاسل CD3 بكيناز تيروسين سيتوبلازمي آخر يُسمى ZAP-70 . في حالة الخلايا التائية CD8+، بمجرد ارتباط ZAP70 بـ CD3، يرتبط المستقبل المساعد المرتبط بـ Lck بجزيء MHC، مما يُثبّت تفاعل TCR-MHC-الببتيد. يستقطب الشكل المُفسفر من ZAP-70 جزيئًا آخر في سلسلة الإشارات يُسمى LAT (الرابط لتنشيط الخلايا التائية)، وهو بروتين غشائي . يعمل LAT كدعامة قادرة على تنظيم الإشارات القريبة من مستقبلات الخلايا التائية (TCR) بطريقة تعتمد على الفسفرة. ^{[ 15 ]} أهم البروتينات التي يستقطبها LAT المُفسفر هي Shc - Grb2 -SOS و PI3K وفوسفوليباز C (PLC). الحمض الأميني المسؤول عن استقطاب فوسفوليباز C-γ1 (PLC-γ1) هو Y132. يؤدي هذا الارتباط إلى فسفرة وتنشيط PLC-γ1 بوساطة كيناز عائلة Tec، ITK، مما ينتج عنه تعبئة أيونات الكالسيوم (Ca2 ⁺ ) ، وتنشيط سلاسل إشارات مهمة داخل الخلية اللمفاوية. وتشمل هذه المسارات مسار Ras - MEK - ERK ، الذي يقوم بدوره بتنشيط عوامل نسخ معينة مثل NFAT و NF-κB و AP-1 . وتقوم عوامل النسخ هذه بتنظيم إنتاج عدد كبير منمن بين منتجات الجينات، تبرز السيتوكينات مثل إنترلوكين-2 التي تعزز التكاثر والتمايز طويل الأمد للخلايا اللمفاوية المنشطة. بالإضافة إلى أهمية Lck وFyn في إشارات مستقبلات الخلايا التائية، فقد ثبت أيضًا أن هذين الكينازين من نوع src مهمان في الإشارات التي تتوسطها مستقبلات TLR في الخلايا التائية. ^{[ 16 ]}

تمت دراسة وظيفة Lck باستخدام العديد من الطرق البيوكيميائية، بما في ذلك تعطيل الجينات (الفئران المعدلة وراثيًا)، وخلايا Jurkat التي تفتقر إلى Lck (JCaM1.6)، وتداخل الحمض النووي الريبي بوساطة siRNA .

يمكن تنظيم نشاط Lck إيجابًا أو سلبًا بوجود بروتينات أخرى مثل البروتين الغشائي CD146 ، والفوسفاتاز التيروزيني عبر الغشائي CD45، وكينيز Src الطرفي C (Csk). في الفئران، يتفاعل CD146 مباشرةً مع نطاق SH3 لـ LCK الخالي من المستقبلات المساعدة عبر نطاقه السيتوبلازمي، مما يعزز الفسفرة الذاتية لـ LCK. ^{[ 17 ]} لا يزال فهم دور نظائر CD45 محدودًا، ومن المعروف أنها خاصة بنوع الخلية، وأنها تعتمد على حالة تنشيط وتمايز الخلايا. في الخلايا التائية الساذجة لدى البشر، يكون نظير CD45RA أكثر شيوعًا، بينما عند تنشيط الخلايا، يُعبر عن نظير CD45R0 بتركيزات أعلى. تُعبر الفئران عن مستويات منخفضة من النظائر ذات الوزن الجزيئي العالي (CD45RABC) في الخلايا التيموسية أو الخلايا التائية المحيطية. تُعدّ المستويات المنخفضة من CD45RB سمةً مميزةً للخلايا المُهيأة، بينما تُوجد مستويات عالية منه في كلٍّ من الخلايا الساذجة والمُهيأة. ^{[ 18 ]} وبشكلٍ عام، يعمل CD45 على تعزيز الشكل النشط لـ LCK عن طريق إزالة الفوسفات من التيروسين (Y192) في ذيله الطرفي الكربوكسيلي المُثبِّط. ويؤدي الفسفرة الذاتية العابرة للتيروسين في حلقة تنشيط LCK (Y394) إلى تثبيت شكله النشط، مما يُعزز بنيته المفتوحة ^{[ 19 ]،} الأمر الذي يُحسّن بدوره نشاط الكيناز وارتباط الركيزة. كما يُمكن تنظيم إزالة الفوسفات من موقع Y394 بواسطة فوسفاتاز 1 المحتوي على نطاق SH2 (SHP-1)، وفوسفاتاز التيروسين المُخصَّب بنطاق PEST (PEP)، وفوسفاتاز بروتين التيروسين-PEST. ^{[ 7 ]} على النقيض من ذلك، يؤدي Csk دورًا معاكسًا لدور CD45، حيث يقوم بفسفرة Y505 في Lck، مما يعزز التكوين المغلق مع تثبيط نشاط الكيناز. عندما يكون كل من Y394 وY505 غير مفسفرين، يُظهر Lck نشاط كيناز أساسي، والعكس صحيح، فعندما يكونان مفسفرين، يُظهر Lck نشاطًا مشابهًا لنشاط Lck المفسفر عند Y394 فقط. ^{[ 7 ]}

بروتين Lck هو بروتين بوزن 56 كيلودالتون . يتم ربط الطرف الأميني (N-terminal) لبروتين Lck بمجموعتي ميريستويل وبالميتويل ، مما يربط البروتين بالغشاء البلازمي للخلية. يحتوي البروتين أيضًا على نطاق SH3 ، ونطاق SH2 ، وفي الطرف الكربوكسيلي (C-terminal) نطاق التيروزين كيناز . موقعا الفسفرة الرئيسيان على بروتين Lck هما التيروزين 394 والتيروزين 505. الأول هو موقع فسفرة ذاتية ويرتبط بتنشيط البروتين. أما الثاني فيتم فسفرته بواسطة Csk ، الذي يثبط Lck لأن البروتين يلتف ويرتبط بنطاق SH2 الخاص به. بالتالي، يُعد Lck مثالًا توضيحيًا على أن فسفرة البروتين قد تؤدي إلى كل من التنشيط والتثبيط.

ترتبط الطفرات في جين Lck بمجموعة متنوعة من الأمراض، مثل نقص المناعة المركب الشديد (SCID) أو متلازمات نقص المناعة المشتركة (CIDs). في هذه الأمراض، يؤدي التنشيط غير السليم لجين Lck إلى فشل تنشيط الخلايا التائية. ترتبط العديد من الأمراض بزيادة التعبير عن جين Lck، مثل السرطان، والربو، والسكري من النوع الأول، والتهاب المفاصل الروماتويدي، والصدفية، والذئبة الحمامية الجهازية، وأمراض الأمعاء الالتهابية (داء كرون والتهاب القولون التقرحي)، ورفض زراعة الأعضاء، وتصلب الشرايين، وتفاعلات فرط الحساسية، والتهاب المفاصل المتعدد، والتهاب الجلد والعضلات. يمكن أن تؤدي زيادة مستوى جين Lck في خلايا الظهارة القولونية إلى سرطان القولون والمستقيم. يلعب جين Lck دورًا أيضًا في الورم التوتي، وهو اضطراب مناعي ذاتي يصيب الغدة الزعترية. يتعزز تكوّن الأورام من خلال التكاثر غير الطبيعي للخلايا التائية غير الناضجة نتيجة لانخفاض مستويات جين Lck. ^{[ 20 ]}

يُعد بروتين فوسفاتاز التيروزين اللمفاوي (lyp) أحد مثبطات نشاط lck، وترتبط الطفرات في هذا البروتين بظهور مرض السكري من النوع الأول. كما أن زيادة نشاط lck يعزز ظهور مرض السكري من النوع الأول.

فيما يتعلق بأمراض الجهاز التنفسي، يرتبط الربو بتنشيط الخلايا التائية المساعدة من النوع الثاني (Th2)، والتي يتوسط تمايزها بروتين Lck. ^{[ 21 ]} علاوة على ذلك، تُظهر الفئران التي لديها كمية غير متوازنة من بروتين Lck خللاً في وظائف الرئة، مما قد يؤدي بالتالي إلى الإصابة بالربو.   ^{[ 22 ]}

يقوم Lck tyrosine بفسفرة عدد من البروتينات، وأهمها مستقبل CD3 ، و CEACAM1 ، و ZAP-70 ، و SLP-76 ، ومستقبل IL-2 ، وبروتين كيناز C ، وITK ، و PLC ، و SHC ، و RasGAP ، وCbl ، وVav1 ، و PI3K .

في الخلايا التائية في حالة الراحة، يتم تثبيط Lck بشكل دائم عن طريق فسفرة Csk على التيروزين 505. كما يتم تثبيط Lck عن طريق إزالة الفسفرة من SHP-1 على التيروزين 394. ويمكن أيضًا تثبيط Lck بواسطة إنزيم Cbl ubiquitin ligase ، الذي يُعد جزءًا من مسار اليوبيكويتين . ^{[ 23 ]}

يعمل دواء ساراكتينيب، وهو مثبط محدد لإنزيم LCK، على إعاقة الحفاظ على خلايا سرطان الدم الليمفاوي التائي الحاد البشري في المختبر وكذلك في الجسم الحي عن طريق استهداف هذا الإنزيم التيروزيني كيناز في الخلايا التي تُظهر مستوى عالٍ من الحويصلات الدهنية. ^{[ 24 ]}

كما يثبط ماسيتينيب Lck، مما قد يكون له بعض التأثير على آثاره العلاجية في ورم الخلايا البدينة لدى الكلاب . ^{[ 25 ]}

وُصِفَ مثبط HSP90، NVP-BEP800، بأنه يؤثر على استقرار كيناز LCK ونمو سرطان الدم الليمفاوي الحاد للخلايا التائية. ^{[ 26 ]}

وقد ثبت أن Lck يتفاعل مع:

• كيناز التيروسين
• الخلايا التائية

• lck+Kinase في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• نظرة عامة على جميع المعلومات الهيكلية المتاحة في PDB لـ UniProt : P06239 (Tyrosine-protein kinase Lck) في PDBe-KB .