REKEPTORI
Erytropoietiinireseptori on kloonattu ekspressiostrategian avulla hiiren erytroleukeemisten solujen cDNA-kirjastosta (D’Andrea ym., 1989). Ihmisen erytropoietiinireseptorigeeni sijaitsee kromosomissa 19p (Winkelman ym., 1990). Geenissä on kahdeksan eksonia ja seitsemän intronia, jotka koodaavat 507 aminohappoa sisältävää peptidiä, jonka molekyylipaino on 66 kDa. Ihmisen geenissä eksonit 1-5 koodaavat 251 aminohapon solunulkoista domeenia, eksoni 6 20 aminohapon kalvon ylittävää a-helikaalista aluetta ja eksonit 7-8 236 aminohapon sytoplasmista domeenia (Youssoufian et al., 1993). Ihmisen erytropoietiinireseptorissa ei ole N-sidonnaisia glykosylaatiokohtia, mutta seriini- ja treoniinijäämiä on runsaasti (Jones ym., 1990). Ihmisen ja hiiren erytropoietiinireseptorin välillä on 82 prosentin identiteetti. Erytropoietiinin ristisidonta erytroidisolujen solupinnalle on paljastanut kaksi 85 ja 100 kDa:n lisämolekyyliä, joita anti-p66-vasta-aineet eivät tunnista (D’Andrea ja Zon, 1990; Mayeux ym., 1991). Niiden funktio on kuitenkin selvitettävä.
Erytropoietiinireseptori kuuluu yksitransmembraanisten sytokiinireseptorien tyypin 1 perheeseen. Tällä perheellä on yhteinen konservoitunut solunulkoinen domeeni, joka koostuu fibronektiinin tyypin III (FNIII) osa-alueista, sekä konservoitunut α-ketjun sytoplasmaattinen box 1 -motiivi, joka sitoutuu selektiivisesti Janus-kinaaseihin (JAK) (Bazan, 1990b). Erytropoietiinireseptorin solunulkoinen alue sisältää kaksi FNIII-aladomeenia (D1 ja D2), jotka muodostavat L-muodon, jossa kummankin domeenin pitkä akseli on suunnilleen 90° toiseen akseliin nähden. NH2-terminaalinen D1-domeeni koostuu neljästä a-säikeestä neljään ja D2-domeeni seitsemästä aniparalleelisesta a-säikeestä (Livnah et al., 1996). D1-domeeni muodostaa h-tyypin poimun, jolla on hybridi FNIII/immunoglobiinin kaltainen topologia, ja kaksi distaalista kysteiinijäännösparia muodostaa disulfidisiltoja. Kalvon proksimaalinen D2-domeeni taittuu tavanomaisella s-tyypin FNIII-topologialla, ja se sisältää konservoituneen WSXWS-motiivin (eli tryptofaani-seriini-mikä tahansa aminohappo-tryptofaani-seriini), joka on tärkeä erytropoietiinireseptorin taittumisen kannalta (Quelle et al., 1992). D1- ja D2-domeenit vaikuttavat yhdessä kuudella silmukalla erytropoietiinin vuorovaikutukseen. Sytoplasmaattinen alue, jossa on runsaasti aminohappoja proliiniä, glutamiinia ja aspartaasia, sisältää JAK2:lle spesifisen laatikko 1-domeenin (jäännökset 257-264) (Zhuang ym., 1994; Jiang ym., 1994), 1996), laatikko 2-domeenin (jäännökset 303-313) ja kahdeksan fosfotyrosiinipaikkaa (Tyr 343, 401, 429, 431, 443, 460, 464, 479), jotka välittävät Src-homologia-2-domeenia (SH2) koodaavien efektoreiden rekrytointia. Laajennettu box2 (jäännökset 329-372) on välttämätön tyrosiinikinaasireseptorin KIT:n sitoutumiselle sen jälkeen, kun sen ligandi on aktivoinut sen, ja se aiheuttaa erytropoietiinireseptorin tyrosiinifosforylaation, mikä viittaa molempien reseptorien väliseen toiminnalliseen vuorovaikutukseen (Wu ym., 1995a). Erytropoietiini aktivoi erytropoietiinireseptorin dimeroitumalla (Philo ym., 1996). Toinen p66-molekyyli sitoo erytropoietiinia suurella affiniteetilla (Kd noin 1 nM) ja toinen pienemmällä affiniteetilla (Kd noin 2 μM). Mutaatioiden ja deleetioiden avulla on kartoitettu erytropoietiinin aktiivisia paikkoja (Boissel et al., 1993; Wen et al., 1994; Elliott et al., 1997). Erytropoietiinireseptorin solunulkoiseen domeeniin kohdistuvat bivalentit, mutta eivät monovalentit monoklonaaliset vasta-aineet indusoivat erytropoietiinistä riippuvaisten solulinjojen proliferaatiota ja BFU-E:n muodostumista, mikä viittaa reseptorin aktivoitumiseen sen dimerisaation kautta (Elliot ym., 1996). Sama vaikutus saadaan aikaan käyttämällä pieniä erytropoietiinimimeettisiä peptidejä (EMP) (Livnah et al., 1996; Wrighton et al., 1996). Vaikka EMP:llä ei ole sekvenssihomologiaa erytropoietiinin kanssa, ne sitoutuvat spesifisesti erytropoietiinireseptoriin. Solunulkoisen domeenin pistemutaatiot (R129C, E132C tai E133C) muodostavat disulfidisidoksia ja aktivoivat konstitutiivisesti myös reseptorin (Watowich et al., 1994). Erityisesti arginiini 129 -jäännöksen mutaatio kysteiiniksi on onkogeeninen ja aiheuttaa erytroleukemiaa (Longmore ja Lodish, 1991). EMP33 pystyy päinvastoin dimerisoimaan, mutta ei aktivoimaan reseptoria, mikä osoittaa, että konformaatiomuutoksella dimerisoituneessa reseptorissa on olennainen merkitys sen signaloinnille (Livnah et al., 1998; Remy et al., 1999). On ehdotettu, että solun pinnalla on valmiiksi muodostuneita inaktiivisia reseptoridimeerejä, joita välittävät D1-D2-välialueet ja jotka tarjoavat 79 A:n eron niiden solunulkoisten domeenien tyvessä (Livnah et al., 1996). Agonistin sitoutumisen jälkeen solunulkoiset reseptoridomeenit muuttavat rakennettaan määriteltyyn orientaatioon 39 Å:n etäisyydellä toisistaan, mikä mahdollistaa niiden sytoplasmakomponenttien säätelyn ja johtaa signaalin välittämiseen (Wilson ja Jolliffe, 1999).
Erytropoietiiniin sitoutumisen lisäksi erytropoietiinireseptori voi aktivoitua muilla mekanismeilla. Hiiren Friend-viruksen koodaama gp55-kuoriproteiini aiheuttaa hiirissä erytroleukemiaa sen jälkeen, kun se on sitoutunut hiiren erytropoietiinireseptoriin ja aktivoinut sen (Wolff ja Ruscetti, 1985; Li ym., 1990). Lisäksi synteettiset peptidit, joilla ei ole mitään sekvenssihomologiaa erytropoietiinin kanssa, pystyvät stimuloimaan erytropoietiinireseptoria (ks. jäljempänä).