Ras ailesi, görevli mekanizmaları, ras ve kanser. CamK yolağı. Sinem Aydemir, Yeşim Bilmez, Müjgan Şahin, Burak Küçük, Merve Usta, Mehmet Özerten, Ahmet Şimşek.

1. • SİNEM AYDEMİR
• YEŞİM BİLMEZ
• MÜJGAN ŞAHİN
• BURAK KÜÇÜK
• MERVE USTA
• MEHMET ÖZERTEN
• AHMET ŞİMŞEK

2. • Sarkoma virüsü, 1916 yılında tavuklardan elde edilen
tümör ekstrelerinin sağlıklı tavuklardaki çeşitli dokulara
enjekte edildiklerinde kanser oluşumuna yol açtıklarını
gösteren Peyton Rous tarafından bulunmuş, ve bu
virüs araştırmacının adı ile, yani Rous Sarkoma Virüsü
(RSV) olarak adlandırılmıştır.
• Bundan yıllar sonra,1970 ve 1980’ lerde yapılan
araştırmalar sıçan kaynaklı Harvey ve Kirsten kemirgen
sarkoma retrovirüslerinin Ras (rat sarkoma virüsü) olarak
adlandırılan ortak bazı genlerin aktivasyonu sonucunda
kanser patojenezine yol açtıklarını göstermiştir.

3. • Bu çalışmaları takiben, bazı viral genlerin
homologlarının fare ve insan hücrelerinde de
bulunduğu anlaşılmış, ve homologlar H-Ras
(Harvey virüsü Ras) ve K-Ras (Kirsten virüsü Ras)
olarak adlandırılmışlardır.
• İlk olarak akciğer kanseri örneklerinde de aktif Ras
mutant alellerine rastlanması, Ras aktivasyonunun
sadece hücre hatlarında in vitro oluşmadığının ilk
kanıtı olmuştur.

4. • Ras proteinlerinin GTP molekülünü
bağladıkları ve içsel GTPaz aktiviteleri olduğu
1980’li yıllarda ortaya çıkarılmıştır
• Yine 1980 de Viral H-Ras GTP-bağlayıcı
protein olduğu bulunmuştur.
• 1982 de Mutant ve transform H-Ras ve K-
Ras genleri, insan kanserlerinde Ras’ın tek
a.asit değişimi ile aktive olduğu bulunmuştur.

5. • Ras ve Ras ailesi proteinleri GTP bağlayan küçük
bir protein olup hücre içi sinyal iletimin
anahtarları olarak görev yapmaktadır.
• Hücrelerdeki çoğalma, farklılaşma, ve hücre
ölümü fonksiyonlarını düzenlemektedirler.
• Ras proteinleri, kütlelerine (yaklaşık 21 kD) ve
enzimatik aktivitelerine bakılarak küçük GTPaz’lar
olarak adlandırılmışlardır.

6. • Ras süper ailesinin üyelerinin biyolojik
fonksiyonlarından çoğu spesifik sinyallerin
alındığı ve daha ileriye aktarıldığı hücre
membranın sitoplazmik kenarına bağlıdır.
• Bu doğrultuda, Ras süper ailesi üyeleri lipid
tutucu olarak işlev gören ve membranla birleşmiş
yapısal özellikleri vardır.
• Ras süper ailesi üyeleri regülatör GTPaz
siklusunda tek yönde yönlenmektedir.
• Ras aktivitesi GTP hidrolizi ile kontrol edilir, ve
GDP bağlı formu etkisizken, GTP bağlı formu etkin
bir enzim olarak görev yapmaktadır.

8. • Ras genleriyle kodlanan proteinler iki
durumda bulunur:
• GTP’ ye bağlı aktif durumdadır ve GTPaz
etkisiyle GTP, GDP’ ye çevrilirse inaktif
duruma geçer.
• Bunun sonucu olarak, hücre dışından
gelen sinyal hücre içerisinde bir
fosforillenme şelalesinin başlamasına yol
açar ve hücre içi sinyal iletimi tetiklenir.

10. • Ras proteini GTPaz Aktive Eden Proteinler
(GAP) ve Guanin Nükleotid Değişim Faktörleri
(GEF) tarafından düzenlenirler.
• Ras proteinlerini aktive eden bazı
mutasyonların GTP hidrolizini engelleyerek
anormal Ras-GTP formlarının hücre içerisinde
birikmesine yol açtığı ve bu yolla kontrol dışı
hücre çoğalmasını tetiklediği bilinmektedir.
• Nokta mutasyonuyla GTPaz aktivitesi
kaybolursa onkojenik potansiyel kazanır.
Kontrolsüz hücre bölünmesi ortaya çıkar.

11. • Bu aile üyeleri Ras ile ilişkili veya Ras benzeri
proteinlerinden (ör, Rap proteinleri ve Ral
proteinleri) oluşmaktadır.
• Bu proteinlerin en önemli fonksiyonu gen
ekspresyonunda sinyallerin geçişi için
membranın bir ucundan diğer ucuna bağlantı
kurmaktır. Böylece hücrelerin proliferasyonu,
büyüme ve differansiyonu(farklılaşması)
sağlanmaktadır.

12. • Ras proteininin biyolojik ve regülasyon
fonksiyonu yaygın bir şekilde çalışılmış ama Ras
ile ilişkili proteinlerin fonksiyonu hakkında
bilinenler azdır.
• Ras ailesi 35 farklı proteinden oluşmaktadır. Bu
proteinler Ras proteininin farklı amino asit
dizilimleri sonucu ortaya çıkmıştır.

13. • Rho/Rac/CDC42 proteinlerinin majör fonksiyonu memeli
hücrelerde ekstrasellüler sinyallerin (ör, Growth faktör, stres)
yanıtına hücre iskeletinin regülasyonunu sağlamaktadır.
• Aktin polimerizasyonu gibi etkiler ile Rho ailesi üyeleri sinyal
oluşturarak hücre motilitesi, hücre adezyonu,sitokinler ve
hücre şekil değişikliği gibi temel sellüler fonksiyonu
etkilemekte ve kontrol etmektedir.
• Sinyal yayılımı için Rho proteinlerin aktivasyonu genellikle
büyük bir kısmı tanımlanmış olan spesifik GEF ile olmaktadır.
Sinyaller bunların sadece birkaçı tanımlanmış olan PI3-kinaz
ve MAP kaskadının proteinkinazlarını içeren çeşitli
downstream effektörlere GTPbağlı proteinler ile geçmektedir.

14. • Bu protein ailesi bütün hücrelerde bulunmaktadır.
Ras ailesinin en geniş dallı proteinleridir.
• Rab proteinleri clathrin-kaplı vesikülleri içeren
endositoz ve ekzositoz gibi veziküllerin füzyonunu,
hedefleme ve tomurcuklanmayı regüle etmekte ve
etkilemektedir.
• Bu fonksiyonları esnasında Rab proteinleri sitozol ve
hücre membranı arasında dönmektedir ve bu döngü
bir GDP/GTP döngüsü üzerine oturmaktadır.
• Bu nedenle Rab proteinlerinin sitozolik havuzu GDI
proteinlerle GDP-bağlı durumu korunmaktadır.
Çeşitli effektör proteinleri gibi Rab proteinleri için
spesifik GAP ve GEF’ ler tanımlanmıştır.

15. • Sar ve Arf proteinleri Golgi aparatı ve ER arasında
Cop-kaplı (Cop, coat protein) vezikül olarak
adlandırılan spesifik veziküllerin transportunda
işlev gören homolog proteinlerdir.
• Rab proteinlerine benzer olarak Sar/Arf aile
üyeleri sitozolik ve membranla birleşmiş formu
arasında dönmektedir.
• Bu siklus GDP-ve GTP-bağlı durumu arasında geçiş
ile kontrol edilmektedir ve bu durum GEF ile
GAP’ların etkileri ile olmaktadır.

16. • Ran proteini nükleositoplazmik transportun önemli
bir komponentidir. İnsan hücrelerinde Ran’ın sadece
bir geni vardır.
• Nükleositoplazmik transportta Ran proteinleri çeşitli
eksport ve import reseptörleri ile döngüsel bir
biçimde etkileşmektedir ve böylece nükleolus içi ve
dışına kargo proteinlerin transportuna olanak
sağlamaktadır.
• Döngüsel transportun önemli bir özelliği Ran için
GEF ve GAP’ların asimetrik bir dağılımının neden
olduğu dönüşüm, sitoplazma ve nükleolus arasında
Ran’ nın GDP-ve GTP-bağlı formlarının asimetrik
dağılımıdır.

17. • Ras proteini özelikle onkonogenik
mutasyonlara sensitiftir.
• Ras proteininde Gly12 herhangi bir aminoasit
değişimi (pro hariç) Ras proteininde tümör
transforme potansiyelini artırmaktadır.
• Ras proteini en iyi karakterize edilmiş sinyal
proteinidir.

19. • Ras protein ailesine dahil olan küçük GTPaz’
lar hücre biyolojisinin her alanında son
derece kritik roller üstlenerek;
Hücrelerin bölünmesini, farklılaşmasını,
Hücre içi protein trafiğini,
Hücre iskeletinin organizasyonunu,
Büyüme faktörü sinyal iletimini ve
Gen ifadesini düzenlemektedirler.

20. • Ras ailesi proteinleri GTP bağlı veya GDP
bağlı formları ile, iki konformasyon arasında
gidip gelerek hücre içerisinde çeşitli
proteinleri etkiler ve onların da
konformasyonlarının değişmesine ve
fosforillenmelerine yol açarak hücre içi sinyal
iletimini tetiklerler.

22. • Ras’ ın bağlanan GTP’ yi hidrolizinden sonra
proteine bağlı kalan GDP’ nin uzaklaştırılması
için GEF proteinlerine ihtiyaç vardır.
• GEF proteinleri, Ras-GDP ile etkileşir ve GDP’
nin proteinden uzaklaşarak, Ras’ ın hücre içi
derişimi fazla olan GTP’ yi bağlayabilmesine
olanak tanırlar.

23. • Bağlanan GTP Ras’ ın içsel GTPaz
aktivitesiyle ve bunun yanı sıra, Ras’ a
bağlanan GTPaz aktive edici proteinlerin
(GAP) etkisi ile hidrolize uğrar.
• Ras’ ın GTP bağlı konformasyonu, bu
proteinin bağlandığı sinyal iletiminin daha alt
basamağında bulunan moleküllerin de
konformasyonel değişiklik geçirmelerine ve
fosforillenerek sinyal iletimine katılmalarına yol
açar.

24. • Hücre zarında bulunan ve içsel tirozin kinaz
aktiviteleri olan, veya diğer tirozin kinazlarla
etkileşimleri olan reseptörlerden gelen sinyaller
Ras proteinlerinin aktivasyonlarına yol açarlar.
Bu modellerde Ras’ ın aktivasyonunu
sağlayacak ve içlerinde Ras’ a özgün GEF (en
iyi bilinen örneği SOS-1), adaptör protein Grb2
ve Ras bulunan komplekslerin tutunması için
fosfotirozinlerin görev yaptığı kabul
edilmektedir.

25. • Tirozin kinazlarla doğrudan etkileşimleri
olmayan Serpentin reseptörleri ise src-
benzeri kinazları veya ligandlardan
bağımsız olarak reseptör kinazları aktive
etmek sureti ile Ras aktivasyonuna yol
açarlar.

26. • Kalsiyum iyonları ve DAG molekülleri Ras’ ı,
doğrudan Ras’ a özgün GEF’ leri aktive etmek sureti
ile etkin hale getirmektedirler.
• Buna bir örnek olarak, özellikle beyin dokusunda
ifadesi görülen ve Ca+2 bağlı kalmodulin molekülleri
tarafından doğrudan aktive edilen RasGRP (Ras-
Guanine Release Protein) ile etkileşmek sureti ile
ortaya çıkan Ras aktivitesi verilebilir.
• RasGRP aynı zamanda DAG molekülleri ile
arasındaki doğrudan etkileşimlerle de etkin hale gelir
ve ifade edildiği dokularda Ras aktivitesine yol açar.

30. • GEF ve GAP proteinleri Ras ailesine bağlı küçük
GTPaz enzimlerinin aktivitelerini kontrol ederek
hücresel işlevleri düzenleyen proteinlerdir.
• Genel olarak GEF’ ler GTPaz’ lara bağlı kalan GDP’
nin uzaklaşarak yerini GTP’ ye bırakmasını, GAP’
lar ise G proteinlerindeki içsel GTP hidroliz
aktivitesine ek olarak GTP hidrolizinin artmasını
(bazen tetiklenmesini) sağlayan proteinlerdir.

31. • Önemli bir nokta, GEF’lerin ve GAP’ların çok
bölgeli (”multidomain”) proteinler oluşları ve bu
protein bölgelerinden bazıları sayesinde hücre
dışından gelen sinyallere bağlı olarak
aktivitelerinin düzenleniyor olmasıdır.
• GEF ve GAP’ların aktivitelerinin bu sinyallere
bağlı düzenlenmeleri, G-proteinlerin aktivitelerini
de düzenlemekte ve bir anlamda hücre dışından
gelen sinyallerin G-proteinlere aktarılmasını
sağlamaktadırlar.

32. • Yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlara göre
GEF/GAP proteinlerinin etkinlikleri translasyon
sonrası modifikasyonlar, ikinci
habercilerin bağlanması, protein-
protein etkileşimleri, protein-lipid etkileşimleri gibi
etkileşimlere bağlı olarak değişmekte ve bu da
kendi kontrolleri altında olan G-proteinlerinin
aktivitesine yansımaktadır.

33. Bu etkileşimler sonucunda GEF/GAP aktiviteleri
üç şekilde düzenlenmektedir:
1)GEF/GAP’ların hücre içerisinde özel bir bölüme
veya endoplazmik retikulum veya golgi gibi organellere
translokasyonu ve buradaki bir G-proteininin
aktivasyonu ile,
2) Proteinin bölgesel olarak modifiye olması ve oto-
inhibisyona yol açan bir bölgenin pozisyon değiştirerek
GEF/GAP’ların aktive olmasına (ve etkilediği G-proteini
aktive etmesine) olanak tanımasıyla,
3) Katalitik bölgede allosterik değişimlerin oluşarak
GEF/GAP ile G protein arasında etkileşimin olanaklı
kılınmasıyla düzenlenir.

34. • GTP bağlı konformasyondaki Ras ailesi
proteinleri, sinyal yolağının alt
basamaklarında bulunan efektör
proteinlere doğrudan bağlanarak bu
proteinleri (efektörleri) aktif hale geçirirler.

35. Bilinen Ras efektörleri genel olarak 3
gruba ayrılır:
1) RAF (Ras Associated Factor) ve MAPK/ERK
(Mitogen Activated Protein
Kinase/Extracellular Signal Regulated
Kinase) kaskadındaki efektörler,
2) Fosfoinozitid-3-kinaz (Phosphoinositide-3-
Kinase;PI3-K) ve Ral (Ras-like; Ras benzeri
protein) kaskadındaki efektörler,
3) Çeşitli farklı fonksiyonlara sahip Ras
efektörleri

39. • Ras proteini, hücresel büyüme, bölünme ve
farklılaşmayı düzenleyen mekanizmalar
açısından anahtar bir role sahiptir.
• Hücre siklusunun ilerlemesi ve bölünme,
mitojen adı verilen mitoz bölünmeyi teşvik
edici sinyal moleküllerinin uyarımıyla
sağlanır. Bu sinyaller genellikle büyüme
faktörleridir ve bunlar hücresel Ras
aktivitesinin uyarılmasına neden olur. Ras,
hücre döngüsünün ilerlemesini uyaran önemli
bir proteindir.

40. • Ras’ın hücre içi sinyal iletimindeki önemi, Ras
proteininin mikroenjeksiyon yöntemiyle alıcı hücreye
verilmesiyle, hücre proliferasyonunun mitojenler
varlığında oluşan artışıyla anlaşılmıştır. Aynı
zamanda bu hücrelere anti-Ras antikorları yada
işlevsiz Ras proteinleri aktarıldığında hücre
bölünmesinin bloke olduğu görülmüştür.
• Ayrıca insanlarda görülen kanserlerin yaklaşık
%30’unda aktif ve mutant Ras proteini varlığının
hücre bölünmesini sürekli olarak arttırdığı
görülmüştür. Bu durum tümör hücresinde Ras
aktivitesinin sürekli devam etmesiyle alakalıdır.
• Tüm bu olgular, Ras’ın hücre bölünmesinde büyük
rol oynadığının göstergesidir.

42. • Ras proteini, MAPK (Mitojen Tarafından Aktive
Edilmiş Protein Kinaz) yolağı adı verilen ve bir
mitojen uyarımı sonucu aktifleşen bu yolağın
doğru ve güçlü bir şekilde çalışmasında kilit
noktadır.
• Mitojen uyarımı ve sonrasındaki mekanizmalarla
aktif hale geçen Ras proteini, MAPK yolağını
başlatmak için sırasıyla Raf, Mek ve Erk adı
verilen protein kaskadının aktifleşmesini sağlar.
MAPK yolağı ile çekirdekte görevli transkripsiyon
faktörlerinin aktifleşmesi sağlanır ve özellikle
hücre bölünmesinde görevli siklinlerin
düzenlenmesi aracılığıyla hücre siklusu ilerletilir.

43. • MAP Kinazlar, memeli
hücrelerinde ERK
(ekstraselüler sinyal
düzenleyici kinaz) ailesi
üyesi olarak tanımlanmış
proteinlerdir.
• ERK aktivasyonu, yolakta
bulunan reseptörün
uyarılmasıyla sağlanır ve
bu aktivasyon mitojen
aracılı gerçekleşirse hücre
proliferasyonu olayı
başlatılır. ERK’nın
aktivasyonunda Ras
proteini görevlidir.

44. • Ras proteini üzerinde veya onun aktifleşmesinde
görevli mekanizmalarda gerçekleşecek
mutasyonlar Ras’ın sürekli aktif kalmasına
sebep olursa, MAPK yolağı da sürekli çalışır
vaziyette kalabilir. Bu durum, hücrelerin
düzensiz büyümesine ve bölünmesine neden
olarak tümör oluşumunu indükler.

45. • Hücre siklusu temel olarak,
siklinler, siklin bağımlı
CDK’lar, CDK’ları kontrol
eden CDK inhibitörleri adı
verilen moleküllerle
düzenlenir.
• Mikroenjeksiyon yöntemiyle
bir memeli hücresine
aktarılan Ras proteinlerinin,
durgun, yani G0 fazındaki
hücrenin S (DNA sentezi)
fazına girmesini sağladığı
görülmüştür.

46. • Ras, özellikle Siklin-D1’in ifadelenmesinin
arttırılmasında görev alır ve bu işi MAPK yolağı
aracılığıyla fosforillenen transkripsiyon
faktörleri sayesinde gerçekleştirir. Aktif
transkripsiyon faktörü Siklin-D1 geninin
promotörüne bağlanmak maksadıyla Siklin-D1
üretimini başlatır. Siklin-D1 CDK4 ve CDK6 için
regülatör moleküllerdir. Artan siklin-D1
konsantrasyonu da CDK4 - CDK6
kompleksinin fonksiyonunu arttırır ve hücrenin
G1 ve S fazına geçebilmesinde görev alır.

47. • Ras ayrıca, G1’den S fazına geçişte rol oynayan
CDK2’nin regülatörü olan siklin E ve A’nın da
ekspresyonunu kontrol eder. Bu olayı da yine
MAPK yolağı aracılığıyla sağlar. CDK2’nin
regülasyonu, siklin E ve A ifade seviyelerinin
düzenlenmesiyle olabileceği gibi p27Kip1 adı
verilen bir inhibitörün varlığıyla da
düzenlenmektedir. Ras aracılı aktifleşen MAP
Kinaz eğer CDK2’ye spesifik inhibitör vazifesi
gören p27Kip1’i CDK2’ye bağlanmadan
fosforillerse, inhibitör, etkisini gösterememektedir.

48. • Ras aracılı aktifleşen
SiklinD/CDK4-6 ve SiklinE/CDK 2
kompleksleri, durağan fazda
bulunan yada DNA’sında hasar
olan hücrede E2F adı verilen ve
DNA sentezi için gerekli enzimlerin
kodlandığı bölgeye bağlanarak gen
ifadesini susturan
Retinablastoma(Rb)’yı fosforiller.
Rb fosforillenirse geni bloke
edemez ve DNA sentezi için gerekli
enzimlerin üretimi sağlanmış olur.
Sonuçta hücre siklusu S fazına
ilerler.

49. • Ras proteini, MAPK yolağı aracılığıyla
eksprese olan ve genelde hücrenin türüne
göre miktarında değişimler gösteren p16-
ink4a adı verilen bir inhibitörün üretimini de
tetikler. Bu inhibitörünün varlığı, bölünmesi
istenilmeyen hücrelerde artış gösterir. p16-
ink4a bir CDK4/6 inhibitörüdür ve
CDK4/6’nın aktivitesini arttıran Siklin D1 ile
yarış halindedir.

50. Eğer p16ink4a, SiklinD’nin
CDK’ya bağlanmasını
engeller ve kendi
bağlanırsa, CDK
kompleksi aktifleşemez.
CDK kompleksi aktif hale
gelemezse, E2F
bölgesinin inhibitörü olan
Retinablastoma’yı
fosforilleyemecektir ve Rb
inhibitör etkisine devam
edecektir. Bu inhibitör etki
hücre siklusunun
ilerlemesine izin vermez,
DNA sentezi
gerçekleşmez yani hücre
bölünmesi durdurulur.

51. • Ras’ın rol aldığı bir başka
hücre siklusu inhibisyonu
ise p53 aktivasyonuyla
sağlanır. Ras, MAPK
yolağını kullanarak
p19ARF adı verilen bir
proteinin ekspresyonunu
sağlar. Oluşan p19ARF
ise, tümör süpresör
proteini olarak görev
yapan transkripsiyon
faktörü p53’ün
aktifleşmesini
gerçekleştirir.

52. • Aktif p53 ise p21waf1 adı verilen geni
eksprese eder. Bu genin ürünü p21’dir ve
p21, Rb’ların CDK’lerce fosforile olup,
inhibe edilmesini engeller ve Rb, S fazında
gerekli enzimlerin üretimini inhibe etmeye
devam eder. Tüm bu olayların sonucunda
hücre siklusu ilerlemesi durdurulmuş olur.

53. RAS
PROTEIN

54. • TGFß sinyali, Ras-Erk(MAPK) aracılı hücre
proliferasyonu yanıtına zıt yönde etki yapar. TGFß
sinyali spesifik reseptörüne bağlandığında, Smad
adı verilen, hücre bölünmesini baskılayan ve hatta
hücreyi ölüme götüren mekanizmaları
aktifleştirir(TGFß özellikle kan hücrelerin
düzenlenmesinde görevlidir).
• Smad aktivitesiyle hücre siklusu fazlarında görevli
CDK’ların inhibitörleri üretilir, MAPK yolağıyla
fosforillenen transkripsiyon faktörleri baskılanabilir
ve sonuçta Ras aracılı hücre bölünmesi engellenir.

55. • TGFß aracılı hücresel yolak bazen Smad
proteinlerinde veya TGFß reseptörlerinde gerçekleşen
mutasyonlarla inaktif olabilir. Bu inaktivasyon hücre
proliferasyonunun engellenememesine neden olur ve
hücre bölünür. Ayrıca bu yolak Ras aracılı bir
baskılama ile de inaktif tutulabilir. MAPK yolağında
Ras aracılı aktifleşen Erk ile Smad proteinlerinin
etkisini baskılayan TGIF aktive edilir. Bunun
sonucunda Smad proteinleri etkili anti-proliferatif
cevap baskılanmış olur ve hücre bölünmesine olanak
sağlanır.

56. Hücre
bölünmesi
durdurulur
TGIF ile
bölünme
engeli aşılır
TGF ß’nın bu
mekanizma ile işlevsiz
kılınması özellikle
kemik iliği hücrelerde
tümör etkisi yaratarak,
Akut Miyeloid
Lösemi’ye (AML) sebep
olduğu görülmüştür.

58. • Hormonlar, büyüme faktörleri, farklılaşma
faktörleri ve tümör promoter maddeler bu sinyal
yolunu kullanırlar.
• Bu iletim yolu ras aktivasyonu ile başlar ve
sırasıyla Raf-MEK-ERK proteinleri ile kinaz
kaskadı ilerler.
• Ras ve Raf bir protoonkogendir ve bu proteinlerin
aktif hale gelebilmesi için translasyon sonrası
modifikasyondan (farnezilasyon) sonra
membrana yerleşmeleri gerekir.
• İstirahat halindeki hücrelerde Ras proteinleri
inaktif (Ras-GDP) halde bulunurlar.
• Hücrenin uyarılması ile GDP’nin yerine GTP
bağlanarak aktif konformasyona dönüşümü
sağlanır.

59. • İnsan tümörlerinin % 30 unda Ras/Raf/MEK/ERK
yolunun aktivasyonu söz konusudur.
• Bu oran tümördeki Ras mutasyonu sıklığı ile
uyumludur.

60. • Ras protoonkogeni
hücre proliferasyonunda
rol oynar.
• GTPaz aktivitesi vardır.
• Mutasyon sonucu
GTPaz aktivitesini
kaybeder.
• Hücreyi proliferasyon
yönünde uyaran sinyal
yolu sürekli açık kalır.

61. • Çoğu durumda, amino asit değişikliğine yol açan
somatik mutasyonlar Ras proteininin 12, 13, ve
61’inci amino asitlerinde tespit edilmektedir. Bu
mutasyonlar, proteinin GTPaz aktivitelerini
bozmakta ve GAP’lara karşı direnç gelişimine
yol açarak GTP bağlı formda kalan mutant Ras
proteinlerinin hücrede birikimine yol
açmaktadırlar.

64. • Mutasyon sonucu GTPaz aktivitesi kaybolursa
onkojenik potansiyel kazanır.
• Onkogenik Ras proteinleri, kendi altlarındaki
efektör proteinlerin aktivitelerini etkileyerek
yolağın normal dışı çalışmasına ve kanser
hücrelerinin kontrolsüz hücre büyümesi,
kontrolsüz farklılaşma ve apoptoza direnç gibi
özellikler kazanmalarına yol açarlar.

66. RAS
GDP GTP
RAS
OTHER
EFFECTORS RAF
MEK
ERK
TUMOURAL GROWTH
PI3K PTEN
PIP2
PIP3
AKT/PKB
mTOR
S6K
GEFs
GAPs
PDK

67. • Değişik Ras genlerindeki (K-Ras, N-Ras, H-Ras)
mutasyonların farklı kanserlerde yaygın olarak ortaya
çıktıkları belirlenmiştir.
• Örneğin K-Ras mutasyonları pankreas, kolorektal,
endometriyal, safra yolu, akciğer, ve serviks kan-
serlerinde daha sık görülmekteyken,
• N-Ras ve H-Ras mutasyonlarına da sırası ile
melanomalarda ve idrar kesesi kanserlerinde
rastlanmaktadır .

69. • GAP proteinlerinde son derece korunmuş olan bir arjinin
Ras’ın fosfat bağlayıcı bölgesi ile etkileşmektedir.
• Bu etkileşim, Ras-GTP hidroliz aşamasına geçişin
kararlılığını sağlayarak hidroliz reaksiyonunun
katalizlenmesine yol açar.
• GEF ve GAP proteinlerinde ifade veya protein aktivitesi
düzeylerinde oluşabilecek düzenlenme bozuklukları da
Ras ailesi G-proteinlerinin aktivitelerini farklı şekillerde
bozarak farklı dokularda kanser oluşumunu ve metastazı
tetikleyebilir ve/veya hızlandırabilirler.
• Bu nedenlerle çeşitli GEF ve GAP proteinlerinin de ilaç
hedefleri olarak ele alınarak, bunların aktivitelerini modüle
edici küçük moleküller aranması, yeni ilaçların keşfine yol
açacak deneysel yaklaşımlar getirmiştir.

72. RAS
GDP GTP
RAS
OTHER
EFFECTORS RAF
TUMOURAL GROWTH ( )
PI3K PTEN
PIP2
PIP3
AKT/PKB
mTOR
S6K
GEFs
GAPs
PDK
Rapamisin
Temsirolimus
Everolimus
Ridaforolimus
Deforolimus

74. • Ras GTPaz E.C uyarımına dair ilk kanıtlar T
lenfositlerde ve diğer hücrelerde bulunmuştur.
( T. Satoh ve ark.)
• Bu nedenle T hücrelerinde Ras aktivasyonu
gösterilmek istenmiştir.

75. • Ras değişim proteinleri 1998’de klonlanmıştır.
• Klonlara:
‘RasGRP’ ( Ras Guanine Nucleotide
releasing protein )
• RasGRP 4 üyesi oluşturulnuş:
RasGRP1, RasGRP2, RasGRP3 ve RasGRP4

77. 1.RasGRP1
• Çoğunlukla T lenfositlerinde ve beyinde ifade
edilmekte
• C1-EF----DAG ve Forbol esterleri complex
• C1: DAG bağlayıcı
• C1 Ras aktive olmamakta veya
fibroblast dönüşümü
indüklenememekte

78. • EF: invitro Ca iyonları bağlayıcı ancak tam işlevi
bilinmiyor
• RasGRP1 timopoesis için ön şart olduğu tespit
edilmiş
• RasGRP1: TCR ve Ras prt. Akt. önemli aktör

79. 2.RasGRP2
• Lösemi ile ilişkilidir.
• RasGRP2 geninde meydana gelen mutasyon
lökosit ve trombosit integrin aktivasyonunda
sorunlara yol açmakta
(LAD: lökosit adhezyon deficiency) (Sığırlarda)

80. 3.RasGRP3
• İnsan beyin cDNA’sında tanımlandı.
• Çoğunlukla B lenfositlerinde eksprese.
B lenfositleri RasGRP3
Elektroforetik
mobilitesi

81. • Bu durum şu sonucu düşündürmüştür:
RasGRP3 fosforile olabilir
• İnvitro RasGRP3; PKCƟ ve PKCβ ile Fosforile
olur ancak PKC inhibitörleri tarafından
bloklanır
• PKC RasGRP3 ve 1’in akt. Rol oynar.

82. 4.RasGRP4
• Akut miyeloid lösemiden izole,
• Diğer üyelerden farklı olarak mast h. Ve
miyeloid h.’de eksprese,
• DAG ya da Forbol esterleri ile regüle (PKC de
dahil )

83. • HMC-1’de Forbol este tedavisi üzerine
RasGRP4’ün sitozolden çeşitli membran
bölümüne transloke olduğu tespit edilmiş
( G.P. Katsoulos ve ark. )

86.  Kalsiyum iyonu, hem kimyasal olarak birinci haberci hem
de fiziksel uyaranlara karşı hücrenin oluşturduğu yanıtlar
yani ikincil habercidir.
 Kas kasılması , Gen ekspresyonu ve Hücre ölümü gibi
çeşitli hücresel fonksiyonların işlevi için önemli esansiyel
bir mineraldir.
 Hücrenin kalsiyum konsantrasyonundaki bir değişim ikincil
haberci mekanizmaları için bir sinyal görevi görmektedir.
 Kalsiyum bağlayıcı proteinler sinyal iletiminde aracı bir rol
üstlenerek, hücresel fonksiyonların düzenlenmesinde
görevlidir.

87.  KALMODULİN (Bütün Ökaryotik Hücrelerde)
 KALSEKESTRİN (İskelet ve Kalp Kası)
 KALRETİSULİN (Eritrositler dışında her hücre
tipinde)
 ANNEKSİNLER (Ökaryotik hücrelerde Ca
bağlayıcı membran proteindir)

88.  148 Aminoasitten oluşmuş
bir proteindir.
 Önemli kalsiyum bağlayıcı bir
protein olup dört adet
birbirine benzer Ca+2
bağlanma kısmı mevcuttur.
 Ökaryotik hücrelerin
bütününde bulunmaktadır.
 Bu bağlanma işlevini Ca +2
bağlayan aktif merkezlerinde
bulunan Glutamik ve Aspartik
asitlerin COO- gruplarının
negatif yükleri buralara Ca+2
bağlanmasıyla
gerçekleşmektedir.

90. Hücre içinde kalsiyum salan kanallar Ryanodin
reseptörü ile İnozitol 1,4,5-trifosfat reseptörleri kalsiyum
kalmodulin kompleksinin oluşmasında yardımcıdır.
Her ikisi de kalsiyum/ kalmodulin aracılı sinyal sistemi
ile düzenlenir.
Ca+2 / kalmodulin kompleksinin aktifleştirdiği CaMKs
(kalmodülin bağımlı kınazlar); CaMKI, CaMKII, CaMKIII
ve CaMKIV'yi içeren serin / treonin protein kinaz
ailesidir.
Ca+2 / kalmodulin kompleksinin CaMK’lere bağlanması
,CaMK’lerin konformasyonel değişiklikleri ile
inhibisyona uğramamasıyla oluşur.

91. CaM kinaz kaskadı 4 kinaz içerir.
CaMKIII,CaMKII,CaMKI ve CaMKIV.
Bu kaskadın üyeleri, hücre içi Ca+2 seviyelerinin
yükselmesine tepki verir.
CaMKI, insanlarda CAMK1 geni tarafından kodlanır.
CaMKII, birden fazla sinyal yolları ile ilgilidir. Öğrenme
ve hafızada önemli bir aracıdır.
Özellikle beyin ve T hücrelerinde bol miktarda
bulunurlar.
CaMKII'nin düzensizliği Alzheimer hastalığı, Angelman
sendromu ve kalp ritim bozukluğuyla bağlantılıdır.

92.  CaMKIII,insanlarda EEF-2 geni tarafından kodlanır.
Diğer adı EEFK-2 (Ökaryotik uzama faktör kinaz 2)
 Ökaryotik uzama faktörü 2 yi fosforile eder ve böylece
EEF2 fonksiyonunu inhibe eder.
 CaMKIV, Uzun süreli bellek gibi beyin işlevlerinde ,
özelliklede fosforilasyon yoluyla CREB’ye bağımlı
transkripsiyonun aktive edilmesinde önemlidir.
 İnsanlarda CAMK4 geni tarafından kodlanır.
 Sinir dokusunda ve testiste çok mitarda eksprese edilir.

93. CaMK I ve IV, CaMKK konformasyonel aktivitesinin
tam olarak aktif olması ile fosforillenirken , CaMK II
kendiliğinden fosforile olabilir.
PKA ve CaMK arasındaki ilişki ve Pyk2 üzerindeki
kalsiyumun ve Ras'ın aşağı akışındaki MAP kinaz
yolağındaki etkileşimleri gösterilmektedir.

94.  Yaşamsal bir çok işlev serbest sitozolik kalsiyum derişimiyle
düzenlenir.
 Ca+2 sinyal iletimi, serbest sitozolik Ca+2 derişimindeki
artışlara dayanır.
 Ca+2 hücre dışı boşluktan gelebilir veya hücre içi
boşluklardan salınabilir.
 Salınan Ca+2 iyonu, gen regülasyonunu, Hücre çoğalmasını
ve hücre ölümünü teşvik eden çok sayıda fonksiyona
sahiptir.

96. Birinci haberci ,reseptörüne
bağlandıktan sonra,
nörotransmitter GPCR
proteinleri ve PLC
aktivasyonunu başlatır.
PLC aktivitesinin bir yan
ürünü IP 3 üretimi bu
kalsiyum salınmasına neden
olan ER reseptörlerine
bağlanır ve kalmoduline
bağlanarak PKC aile üyeleri
ve CaMKII'nın aktivasyonu
olur.
Bu yolakların aktivasyonu
CREB aktivasyonuna ve
hedef gen ekspresyonuna yol
açar.

97.  T hücrelerinde, kalsiyum
sinyallemesi, TCR
yolağının uyarılmasıyla
başlatılır.
 Kalsiyum duyarlı fosfataz,
kalsinörin aktivasyonu
yoluyla transkripsiyon
faktörü NFAT'ın (Aktif T
hücrelerinin nükleer
faktörü), aktivasyonuyla
sonuçlanır.
 TCR ve kalsiyumun aktive
edilmesi T hücresi aracılı
bağışıklığı arttırır.

98.  1.Fosfolipaz C'nin dışında bir kalsiyum harekete geçirici işarete
tepki olarak aktive edilmesi 1,4,5-trisfosfat (IP3) ve diaçilgliserol
(DAG) üretir.
 2.IP3, iç alandan kalsiyum salınımına neden olur (sarı renkte
gösterilir)
 3.Kalsiyum, kalsinörini (CN) bağlayan ve aktive eden
kalmodulin (CaM) 'ye bağlanır.
 4.CN, sitoplazmik NFAT (NFAT-P) 'yi defosforize eder ve
böylece bir nükleer lokalizasyon sinyali ortaya çıkarır.
 5.Kalsiyum çıkarıldıktan sonra, CN tarafından defosforile edilen
alanlar, glikojen sentaz kinaz 3 (GSK3) tarafından fosforile edilir
ve GSK3 çekirdekten uzaklaşır.

99. Sitokinlerin NFAT indüksiyonu ve morfogenezde
rol oynayan genlerin aktivasyonu, protein kinaz C
(PKC) yolağının DAG tarafından eşzamanlı
aktivasyonuna bağlıdır.
MEF2 ve NFAT'ın harekete geçirilmesi kas
farklılaşması ve apoptoz ile ilişkilendirilir.
İmmüno supresif ilaçlar FK506 ve siklosporin A
(CSA), NFAT ve MEF2'nin defosforilasyonunu
inhibe eder.