Molecular Cell（回顾）｜Lck的磷酸化位点调节CD45对Lck的激活

导语：2017年8月3日，来自美国旧金山加州大学的Adam H. Courtney等在Molecular Cell上发表了题为“A Phosphosite within the SH2 Domain of Lck Regulates Its Activation by CD45”的研究文章，该研究鉴定了蛋白激酶Lck的SH2结构域中的Y192磷酸化位点对于Lck活化及TCR信号的重要作用。该Y192位点的突变会阻断TCR信号，并损害胸腺细胞发育。机制上，Y192位点的突变抑制了CD45对Lck的C端抑制性磷酸化的去磷酸化激活作用，从而使Lck无法形成激活构象，激活下游TCR信号。因此，该研究揭示了T细胞中激活性Lck含量及TCR敏感性的调控机制。

Adam H. Courtney, et al., Molecular Cell (2017)

通讯作者

Arthur Weiss

https://artweisslab.ucsf.edu/people/arthur-weiss-md-phd

Investigator, Howard Hughes Medical Institute

Ephraim P. Engleman Distinguished Professor

Department of Medicine

Division of Rheumatology

主要经历：

University of California, San Francisco，Residency，Rheumatology

主要研究：

1，抗原识别受体启动信号转导事件；

2，免疫反应启动的信号阈值调控机理；

3，免疫系统发育、正常免疫应答、自身免疫病中的信号通路调控机理。

背景

免疫系统中，T细胞表面的抗原识别受体TCR对于病原体和恶性肿瘤的抗原识别很重要，TCR在识别抗原后，引起T细胞应答反应，而这一应答反应需要信号的跨膜传递。蛋白激酶Lck可以将胞外抗原识别输入转换为TCR磷酸化信号输出，即Lck可以磷酸化免疫受体酪氨酸激活模体ITAMs中的酪氨酸残基，进而招募效应激酶Zap70，并将Zap70磷酸化激活，从而引起下游Lat等调控因子执行T细胞应答反应。因为Lck起始T细胞信号，所以其功能必须被严格控制。

Lck是SFK家族激酶的一种，其活性主要由SH2和SH3结构域及两个酪氨酸磷酸化位点Y505和Y394调节（Fig 1A）。调控结构域中的磷酸化对Lck的构象，进而对其活性有调控作用（Fig 1B）。SFK家族中HCK和SRC的相关研究表明，SH2结构域通过结合C端磷酸化的Y505维持其自抑制构象，而Y394位点的反式自磷酸化维持其活性构象。因此，Lck的磷酸化调控其构象及活性。

Fig. 1

蛋白酪氨酸磷酸酶CD45可以使Lck的C端Y505去磷酸化，从而使Lck可以通过反式自磷酸化激活。当CD45缺陷时，Lck处于自抑制失活构象，TCR信号减弱，胸腺发育受阻。然而，CD45是如何与Lck互作从而使其C端去磷酸化的具体机理仍不清晰。Csk，使Lck的C端Y505发生磷酸化的蛋白激酶。当Csk受抑制时，静息T细胞中活性Lck含量上升。当Csk缺陷时，会导致胸腺细胞发育异常，缺乏功能性TCR。尽管Csk和CD45都能调控Lck，但它们如何协调确保T细胞中适当的活性Lck含量仍不清楚。而活性Lck含量影响TCR信号起始的阈值，Lck活性如何被调控进而增强TCR信号阈值也仍不清楚。

通常，SFK的调控主要聚焦在Y505和Y394磷酸化位点上。而近期研究发现，Y192磷酸化位点对于Zap70的抑制很敏感。因为Zap70的激活对Lck激酶的活性有一个负反馈（Fig 1c），所以该Y192磷酸化位点可能参与该负反馈介导的Lck抑制，即Y192的磷酸化可以响应TCR信号。而ITK、Syk、Zap70等下游磷酸激酶可以催化Y192的磷酸化，且Y192的突变或者磷酸化可以改变SH2结构域的配体特异性。然而，该位点的磷酸化对于Lck活性的调控机理有待深入探究。