RECEPTOR
Receptor erytropoetyny został sklonowany za pomocą strategii ekspresji z biblioteki cDNA komórek erytroleukemicznych myszy (D’Andrea i in., 1989). Ludzki gen receptora erytropoetyny zlokalizowany jest na chromosomie 19p (Winkelman i wsp., 1990). Istnieje osiem eksonów i siedem intronów, kodujących 507 aminokwasowy peptyd o masie cząsteczkowej 66 kDa. W ludzkim genie eksony 1-5 kodują 251-aminokwasową domenę zewnątrzkomórkową, ekson 6 20-aminokwasowy błonowy region a-helikalny, a eksony 7-8 236-aminokwasową domenę cytoplazmatyczną (Youssoufian i in., 1993). Ludzki receptor erytropoetyny nie posiada miejsc N-liniowej glikozylacji, ale ma wysoką częstotliwość występowania reszt serynowych i treoninowych (Jones i in., 1990). Istnieje 82% identyczność pomiędzy ludzką i murine erytropoetyną. Sieciowanie erytropoetyny do powierzchni komórek erytroidalnych ujawniło dwie cząsteczki pomocnicze o masie 85 i 100 kDa, które nie są rozpoznawane przez przeciwciała anty-p66 (D’Andrea i Zon, 1990; Mayeux i wsp., 1991). Jednakże ich funkcja musi zostać określona.
Receptor erytropoetyny należy do rodziny typu 1 jednoprzetwornikowych receptorów cytokinowych. Rodzina ta ma wspólną konserwowaną domenę zewnątrzkomórkową składającą się z subdomen fibronektyny typu III (FNIII), jak również konserwowany motyw cytoplazmatycznego pola 1 łańcucha α, który wiąże się selektywnie z kinazami Janus (JAK) (Bazan, 1990b). Zewnątrzkomórkowy region receptora erytropoetyny zawiera dwie poddomeny FNIII (D1 i D2), które tworzą kształt litery L, z długą osią każdej domeny ustawioną pod kątem około 90° do drugiej osi. NH2-końcowa domena D1 składa się z czterech na cztery pasma a, a domena D2 z siedmiu aniparalelnych pasm a (Livnah i in., 1996). Domena D1 tworzy fałd typu h o topologii hybrydowej FNIII/immunoglobinopodobnej, a dwie dystalne pary reszt cysteinowych tworzą mostki disulfidowe. Błonowa, proksymalna domena D2 fałduje się w standardowej topologii FNIII typu s i zawiera konserwowany motyw WSXWS (tj. tryptofan-seryna-jakikolwiek aminokwas-tryptofan-seryna), który jest ważny dla fałdowania receptora erytropoetyny (Quelle i in., 1992). Domeny D1 i D2 tworzą razem sześć pętli dla oddziaływań z erytropoetyną. Region cytoplazmatyczny, który jest bogaty w aminokwasy prolinę, glutaminę i aspartazę, zawiera domenę box 1 (reszty 257-264), która jest specyficzna dla JAK2 (Zhuang i in., 1994; Jiang i in., 1996), domenę box 2 (reszty 303-313) oraz osiem miejsc fosfotyrozynowych (Tyr 343, 401, 429, 431, 443, 460, 464, 479), które pośredniczą w rekrutacji efektorów kodujących domenę Src homology-2 (SH2). Rozszerzone pole2 (reszty 329-372) jest niezbędne do wiązania receptora kinazy tyrozynowej KIT po aktywacji przez jego ligand i powoduje fosforylację tyrozyny receptora erytropoetyny, wskazując na funkcjonalną interakcję pomiędzy obydwoma receptorami (Wu i in., 1995a). Erytropoetyna aktywuje receptor erytropoetyny poprzez dimeryzację (Philo i wsp., 1996). Jedna cząsteczka p66 wiąże erytropoetynę z wysokim powinowactwem (Kd około 1 nM), druga z niższym powinowactwem (Kd około 2 μM). Przy użyciu mutacji i delecji, miejsca aktywne erytropoetyny zostały zmapowane (Boissel i in., 1993; Wen i in., 1994; Elliott i in., 1997). Dwuwartościowe, ale nie monowalentne przeciwciała monoklonalne skierowane do zewnątrzkomórkowej domeny receptora erytropoetyny indukują proliferację linii komórkowych zależnych od erytropoetyny i tworzenie BFU-E, co sugeruje aktywację receptora poprzez jego dimeryzację (Elliot i in., 1996). Podobny efekt można uzyskać stosując małe peptydy mimetyczne erytropoetyny (EMP) (Livnah i wsp., 1996; Wrighton i wsp., 1996). Chociaż EMP nie wykazują homologii sekwencji z erytropoetyną, wiążą się one specyficznie z receptorem erytropoetyny. Mutacje punktowe w domenie zewnątrzkomórkowej (R129C, E132C lub E133C) tworzą wiązania disulfidowe i konstytutywnie również aktywują receptor (Watowich i in., 1994). W szczególności, mutacja reszty argininowej 129 w cysteinę jest onkogenna i indukuje erytroleukemię (Longmore i Lodish, 1991). Przeciwnie, EMP33 jest zdolny do dimeryzacji, ale nie do aktywacji receptora, co wskazuje na istotną rolę zmiany konformacyjnej w dimeryzowanym receptorze dla jego sygnalizacji (Livnah i in., 1998; Remy i in., 1999). Zaproponowano istnienie wstępnie uformowanych nieaktywnych dimerów receptora na powierzchni komórki, w czym pośredniczą regiony interferencyjne D1-D2, zapewniające separację 79 A u podstawy ich domen zewnątrzkomórkowych (Livnah i in., 1996). Po związaniu agonisty domeny zewnątrzkomórkowe receptora zmieniają swoją strukturę w określonej orientacji z odstępem 39 Å zapewniając dostosowanie ich komponentów cytoplazmatycznych i prowadząc do sygnalizacji (Wilson i Jolliffe, 1999).
Poza wiązaniem erytropoetyny, receptor erytropoetyny może być aktywowany przez inne mechanizmy. Białko otoczki gp55 kodowane przez wirus Murine Friend wywołuje erytroleukemię u myszy po związaniu się i aktywacji receptora erytropoetyny u myszy (Wolff i Ruscetti, 1985; Li et al., 1990). Ponadto, syntetyczne peptydy, które nie wykazują żadnej homologii sekwencji z erytropoetyną są w stanie stymulować receptor erytropoetyny (patrz poniżej).