Сюда относятся несколько сигнальных путей, связанных с действием антимитогенов и с контактным торможением пролиферации (деления клеток).
1) Действие антимитогенов это действие ФНО (фактора некроза опухолей) и ТФРβ (трансформирующий фактор роста).
А) Действие ФНО связано с участием сфингозина и церамидов в апоптозе опухолевых клеток. Такой апопотоз инициируется фактором некроза опухолей (ФНОα), который взаимодействует с рецепторам (R1 - ФНОα) на поверхности многих клеток (рис). Цитоплазматические домены этого рецептора называется «домен смерти». Когда они переходят в возбужденное состояние при взаимодействии с ФНО, с ними связываются белки ТRАРР, FАDD, RIР, которые через специальные протеазы – каспазы, передают сигнал ферментам, атакующим мембранные липиды: сфингомиелиназу (СМ-аза) и фосфолипазу А2 (ФЛ-А2).
ФЛ-А2 выщепляет из липидов жирные кислоты например, арахидоновою (АрК), которая также активирует СМ-азу. Под действием СМ-азы в клетке повышается концентрация церамидов и сфингозина (Сгз). Сгз угнетает активность протеин киназы (ПК-С), которая должна активировать Rаs –белок, запускающий каскад МАПК. Ингибируя ПК-С, Сzз тормозит активность Rаs –белка и каскада МАПК. В итого снижается количество активных комплексов циклин Д-Сdk 4,6 и деление прекращается.
Б) Трансформирующий фактор роста - ТФРβ угнетает пролиферацию многих клеток.
В мембранах этих клеток имеются рецепторы ТФРβ (рис), сходные по строению с рецепторами эпидермального фактора роста. При связывании с ТФРβ субъединицы рецептора объединяются в димеры; цитоплазматические (С-концевые) домены которых обладают тирозинкиназной активностью. В активированном состоянии эти домены фосфорилируют друг- друга и связываются с комплексом белков гиалоплазмы Smаd2+Smаd3 и под действием тирозинкиназы рецептора фосфорилируется, после чего присоединяет еще один белок Smаd4. затем этот комплекс диффундирует в ядро и, выполняют роль транскрипционных факторов для генов кодирующих ингибиторов Сdks- белки р15 и р21, тормозят полиферацию.
2) Контактные торможение полиферации.
В опытах Л.Хейфлика и П.Мурхамида с культурой фибробластов нормальные соматические клетки, помещенные в плоский стеклянный сосуд («матрац»)в питательную среду, прикрепляются ко дну сосуда, образуя монослой, а затем начинают длится. Когда на дне сосуда исчерпывается свободное пространство и клетки начинают контактировать друг с другом, деление прекращается. Стимулом к прекращению деления является контакт другими клетками. Этот эффект называется контактное торможение.
Предполагают, что сигнал о межклеточном контакте идет от кадгеринов – адгезивных белков, участвующих в образованием таких контактов (рис). В результате взаимодействия кадгеринов мембран двух соседних клеток меняется их конфирмация и их цитоплазматические домены связываются с белком гиалоплазмы β- катенином.
Данный белок является транскрипционным фактором и в свободном (без связи с кадгеином) состоянии образует комплекс с белком Тсf4. Этот комплекс мигрирует в ядро и стимулирует там транскрипция генов циклина Д и белка Мусс, дополняя сигнальные пути идущие от ростовых факторов и интегринов. Т.о., сигнальный путь идущий от β-катенина является необходимым при делении. Если же β-катенин связывается с кадгерином, то данный сигнальный путь прерывается, что тормозит деление клетки.
В результате всего вышесказанного следует следует, что:
А) в начале любого клеточного деления образуется промитотический комплекс транскрипционных факторов – ПМКТФ активизирующий гены раннего ответа, в состав которого входят β-катенин и белок Тсfs4 (в случае отсутствия межклеточного контакта).
Б) комплекс ПМКТФ активируется каскадом МАПК (митогенактивируемые киназы), который в свою очередь требует сигнала от ростовых веществ и интегринов (при прикреплении клетки к внеклеточному матриксу.)
3) деление начнется при условиях наличия сигнала от ростовых факторов, прикреплении клетки к внеклеточному матриксу и при отсутствии контактов с другими клетками. Лиш в этом случае активируются гены раннего ответа будет запущен механизм транскрипция циклина Д, Сdk 4,6 и клетка вступит в клеточный цикл.
В метафазе и анафазе митоза фактор АПС, обеспечивающий анафазу выступая в качестве убиквитин лигазы, предварительно активируется путем фосфорилирования.
Β-катенин фосфорилируется киназой УSК-3β, после чего происходит на β-катенин убиквитин. Меченый таким образом β-катенин подвергается протеолизу в протеосомах. Т.о. разрушение β-катенина обеспечивает убиквитин зависимый механизм. Таким же образом разрушается циклины необходимые для вхождения клетки в клеточный цикл и весь комплекс транскрипционных факторов.
Кроме того, контактное торможение приводит к увеличении содержания белка р53. Это происходит вследствие того, что транскрипционный комплекс генов раннего ответа при контактном торможении не образуется, сл-но, активируется ген белка АRF, репрессированный данным комплексом, белок АRF накапливается, протеолиз белка р53 прекращается и его содержание увеличивается.