JAK2

Kinaza JAK2

Kinaza JAK2 należy do rodziny niereceptorowych tyrozynowych kinaz białkowych JAK. Kinaza ta jest częścią ścieżek sygnalnych JAK2/STAT3/5 (Signal Transducer and Activator of Transcription) i uczestniczy w transdukcji sygnałów zewnątrzkomórkowych za pośrednictwem cytokin, czynników wzrostu i hormonów. Ma typową dla białek JAK czterodomenową budowę - od C-końca można wyróżnić następujące domeny: JH1, JH2, SH2 oraz FERM. Domena JH1 (aminokwasy 835 do 1132, PubMed NM 004972) kinazy JAK2 jest typową dla komórek eukariotycznych domeną katalityczną o aktywności kinazy tyrozynowej (PTK - Protein Tyrosine Kinase). Spełnia ona trzy kluczowe role: wiązanie i pozycjonowanie donora reszty fosforanowej (ATP, GTP) w kompleksie z dwuwartościowymi kationami (Mg²⁺, Mn²⁺), wiązanie i pozycjonowanie substratu peptydowego, a także transfer γ-fosforanu na aminokwas akceptorowy.

Pierwsza poznana struktura domeny kinazowej JAK2 to struktura krystalograficzna kompleksu tej domeny z inhibitorem CMP6 (Lucet et al. 2006). Ma ona typową dla kinaz dwupłatową budowę z płatem N-terminalnym (aminokwasy 840-931) oraz C-terminalnym (932-1132). Pierwszy płat jest złożony z pięciu antyrównoległych wstążek beta i jednej helisy alfa (αC). Drugi natomiast jest zbudowany z ośmiu helis alfa (αD-αK) i trzech par antyrównoległych wstążek beta (β7-β8, β6-β9, β10-β11). Centrum aktywne, wraz z miejscem wiązania cząsteczki ATP, znajduje się w kieszeni pomiędzy płatami, które połączone są tzw. rejonem zawiasowym. W wiązaniu substratów reakcji fosforylacji: cząsteczki ATP oraz białka uczestniczy również pętla aktywacyjna (aminokwasy 994-1024). Autofosforylacja tyrozyn 1007 oraz 1008 działa jak molekularny przełącznik aktywności fosforylacyjnej kinazy JAK2. W wyniku autofosforylacji Tyr1007 oraz Tyr1008 dochodzi do otwarcia pętli aktywacyjnej i przesunięcia motywu DFG (aminokwasy 994-996), oddziałującego z jonami Mg²⁺, w pobliże centrum aktywnego. Autofosforylacja umożliwia ponadto wiązanie wielu białek regulatorowych, jak SOCS czy PTP. Pętla insercyjna (aminokwasy 1056-1078), charakterystyczna dla wszystkich domen kinazowych JAK, przypuszczalnie zaangażowana jest w regulację fosforylacji tych białek.

Konserwowane elementy struktury domeny kinazowej JAK2

fragment struktury	aminokwasy	struktura kompleksu domeny kinazowej JAK2 z inhibitorem CMP6 (kod PDB: 2B7A)
rejon zawiasowy	929-935 (MEYLPYG)
pętla glicynowa	856-861 (GKGNFG)
pętla katalityczna (motyw PTK – Protein Tyrosine Kinase Active-site Signature)	972-984 (YIHRDLATRNILV)
pętla aktywacyjna (z motywami DFG (994-996) i APE (1022-1024) oraz autofosforylowaną parą tyrozyn Y1007/Y1008)	994-1024 (DFGLTKVLPQDKEYY KVKEPGESPIFWYAPE)

Znaczenie kinazy JAK2 w chorobach mieloproliferacyjnych

---

.

Mutacje substytucyjne oraz translokacje chromosomalne onkogennej kinazy JAK2 w chorobach proliferacyjnych krwi

Lp.	onkogen JAK2	choroba hematologiczna	literatura
1	JAK2V617F	czerwienica prawdziwa (choroba Vasqueza)	Baxter et al. 2005
		nadpłytkowość samoistna i pierwotna mielofibroza	Lerine et al. 2005
2	JAK2L611S	ostra białaczka limfoblastyczna	Funakoski-Tago et al. 2009
3	JAK2K607N	ostra białaczka szpikowa	Lee et al. 2006
4	JAK2D620E	nieklasyfikowalny syndrom mieloproliferacyjny	Schnittger et al. 2006
5	JAK2ΔIREED	ostra białaczka limfoblastyczna komórek prekursorowych B	Malinge et al. 2007
6	JAK2T875N	ostra białaczka megakarioblastyczna	Mercher et al. 2006
7	TEL-JAK2	ostra białaczka limfoblastyczna	Lacronique et al. 2000
		atypowa przewlekła białaczka szpikowa	Saharinen et al. 2003
8	PCM1-JAK2	chłoniaki T-komórkowe	Reiter et al. 2005, Adelaide et al. 2006
		atypowa przewlekła białaczka szpikowa	Bosquet et al. 2005
		ostra białaczka erytrocytarna	Murati et al. 2005
9	BCR-JAK2	atypowa ostra białaczka limfoidalna	Griesinger et al. 2005
		typowa przewlekła białaczka szpikowa	Griesinger et al. 2005
		ostra białaczka szpikowa	Cirmena et al. 2008
10	RPN1-JAK2	przewlekła idiopatyczna mielofibroza (zwłóknienie szpiku)	Mark et al. 2006
11	SSBP2-JAK2	ostra białaczka limfocytarna komórek prekursorowych B	Poitras et al. 2008

Mutacje somatyczne w genie jak2 można podzielić na dwie grupy: mutacje punktowe lub kilkuaminokwasowe delecje w wąskim obszarze domeny pseudokinazowej (pozycje 1-6), a także translokacje chromosomalne prowadzące do powstania kinaz fuzyjnych (pozycje 7-11). Mutacje w domenie pseudokatalitycznej znoszą hamujący wpływ tej domeny na domenę katalityczną kinazy, w rezultacie powodując jej nadaktywność. Natomiast dość sporym zaskoczeniem była identyfikacja mutacji punktowej w domenie katalitycznej (pozycja 6). Z kolei w wypadku translokacji chromosomalnych powstają tzw. fuzyjne kinazy JAK2 (FTK, ang. fusion tyrosine kinase, Wilks 2008). Partnerem fuzyjnym C-końcowej części kinazy JAK2 są białka zdolne do oligomeryzacji, co umożliwia autofosforylację kinazy JAK2.