Recettori per le citochine di classe I.
Hanno una caratteristica funzionale che li diversifica da altri recettori fin'ora visti, la loro modularità. Questi recettori possono essere presenti sulla membrana sotto forma di monomeri, dimeri e trimeri. L'espressione trimerica rappresenta il recettore ad alta affinità ed è quello più efficace, più attivo, costituisce la forma massima di attivazione. Il recettore ad alta affinità generalmente è espresso su una cellula attivata. Il monomero rappresenta molto spesso una forma decoy, il recettore lega il ligando ma è incapace di trasdurre il segnale. Il recettore ad affinità intermedia, dimero, è quello che generalmente troviamo nelle cellule naive che devono essere attivate alla risposta immune, la loro attivazione farà sì che sulla membrana venga esposta anche la terza parte per la massima attività. Consente un'ampia gamma di risposte, da nessuna risposta (monomero), a risposta di innesco (recettore ad affinità intermedia) a risposta massimale (recettore ad alta affinità).
Trasduzione del segnale (ridondante, sinergico, antagonista): non tute le subunità di questo trimero sono preposte alla trasduzione del segnale, generalmente delle tre subunità solo una è quella che comporta la trasduzione, al massimo due, e generalmente c'è una separazione tra la subunità che consente l'interazione col ligando e quella che consente la trasduzione del segnale. Altra caratteristica peculiare è che questi recettori non sono dotati di attività enzimatica intrinseca. Il signaling attivato dalle citochine dipende sempre da protein chinasi, dipende sempre da reazione di fosforilazioni, ma non esiste un dominio catalitico tirosin chinasico. I recettori per citochine devono reclutare degli effettori che gli conferiscano questa capacità di fosforilare.
Vengono reclutate quindi delle chinasi. 3 sottofamiglie che dipendono dal fatto che la subunità di segnale molto spesso è comune a recettori per più citochine:
• GMCSF. Recettori per IL-3, IL-5 e GMCSF. Tutti hanno in comune la subunità beta preposta a trasdurre il segnale
• IL-6. Recettore per IL-6, IL-11, CNTF, LIF/OSM. Tutti questi recettori hanno in comune la subunità preposta a trasdurre il segnale (gp130)
• IL-2. Per IL-2, IL-15, IL-7, IL-9, IL-4. Hanno in comune la subunità beta preposta a trasdurre il segnale
Questa classificazione in famiglie viene fatta in base alla comunanza sulla subunità che trasduce il segnale. Il recettore per IL-2 viene espresso nella conformazione ad attività intermedia in cui sono presenti solo la subunità beta e la subunità gamma. Quando al catena alfa è indotta il linfocita T viene a essere attivato e si forma un recettore per IL-2 a massima affinità che insieme alla produzione della citochina consentirà l'espansione clonale.
Recettori per le citochine di classe II.
Due subunità che tendono a formare macrocomplessi, per cui il recettore dell'interferone alfa può formare un tetramero con il recettore per l'interferone beta o gamma. Può formare anche tetrameri con recettori per IL. I recettori per gli interferoni tendono a formare supercomplessi proteici a partire dalla loro condizione minima (dimero attivo). Se si associano con altri recettori modificano un po' gli effetti finali. Appartengono a questa famiglia: IFNalfa, IFNbeta e IFNgamma.
I recettori di classe I e classe II sono privi di attività catalitica intrinseca. Devono essere reclutate le chinasi che attiveranno il segnale. La classe I recluta in prima istanza delle chinasi simili a Src (o la stessa Src o simili come Fyn e Lyn). Dopo aver reclutato Src viene reclutata un'altra famiglia di tirosin chinasi che è quella delle Jak (Janus Kinase) (con due teste catalitiche).
La classe II non ha bisogno di Src, recluta direttamente le Jak che sono essenziali per innescare un tipo di segnale che va verso la trascrizione genica.
STAT (signal transducers and activators of transcription). Jak viene reclutata sul recettore e va incontro a autofosforilazione che crea dei residui di tirosina fosforilata riconosciuti dai domini SH2 presenti su STAT, particolari fattori di trascrizione. Vagando nel citoplasma incontrano delle Jak fosforilate, si attaccano a queste e grazie a questa interazione possono essere oggetto dell'attività fosfotransferasica di queste chinasi. Questo avviene tanto per i recettori di classe I tanto che per quelli di classe II in cui il reclutamento di Jak è immediato.
JAK chinasi.
Sono 4 i membri con peso molecolare compreso tra 120 e 130 kDa. Sono ubiquitarie tranne la Jak 3 che è limitata al sistema ematopoietico, muscolo liscio e cellule endoteliali. Possiedono il dominio FERM all'Nterminale, responsabile dell'interazione con il recettore; il dominio SH2 la cui funzione è ancora dibattuta perché la sua affinità per le proteine fosforilate non è così accentuata come ci si aspetterebbe dal dominio SH2; dominio PseudoK che in realtà se cloniamo questo dominio, lo esprimiamo non è in grado di fosforilare, però collabora all'azione della chinasi (l'idea è che questo dominio sia in grado di riconoscere una sequenza amminoacidica nelle immediate vicinanze della tirosina che deve essere fosforilata); il dominio Kinase è in grado di fosforilare la tirosina, è il dominio catalitico vero e proprio. In quest'ultimo dominio abbiamo gli aa capaci di esplicare l'attività transferasica, va incontro a autofosforilazione e poi l'attività catalitica si estrinseca sui substrati. Queste tirosine sono quelle che servono a reclutare le STAT inattive sul recettore per poi diventare substrato (l'interazione avviene sia sul dominio pseudocatalitico sia sulle proteine accoppiate per autofosforilazione sul dominio catalitico).