Les kinases de la famille RAF sont un composant clé de la cascade de signalisation RAS/RAF/MEK/ERK, qui transmet un signal de RAS pour activer la kinase protéine activée par mitogène (MEK)1,2,3,4. Cette famille de kinases joue un rôle crucial dans la croissance cellulaire, la survie et la différenciation, et leurs altérations induisent de nombreuses maladies, notamment le cancer5,6,7,8. Récemment, les séquençages génomiques ont identifié de nombreux mutants de la RAF liés à la maladie qui présentent des propriétés différentes dans la transmission du signal de la cascade RAS/RAF/MEK/ERK9,10,11. Une caractérisation minutieuse des mutants de la RAF nous aidera à comprendre les mécanismes moléculaires de la façon dont les mutants de la RAF modifient la production de signaux de la cascade RAS/RAF/MEK/ERK, et éventuellement choisir des approches appropriées pour traiter diverses maladies mutantes de la RAF.
Les kinases de la famille RAF comprennent trois membres, CRAF, BRAF, et ARAF, qui ont des structures moléculaires similaires, mais différentes capacités pour activer la signalisation en aval1,2,3,4. Parmi ces paralogs, BRAF a la plus forte activité en raison de son Formatement phosphorylé NtA (N-terminal acidic) motif12,13,14, tandis que l'ARAF a le plus bas l'activité découlant de son motif APE non canonique15. Ceci peut expliquer les différentes fréquences de mutation des paralogs de RAF dans les maladies : BRAF-gt;CRAF-gt;ARAF. En outre, au sein du même paralog de la RAF, les mutations dans différents sites peuvent déclencher la signalisation en aval de manièredistincte, ce qui ajoute une autre couche de complexité à la régulation des kinases familiales de la RAF. Des études récentes ont démontré que toutes les kinases de la RAF ont à la fois des activités catalytiques et allostériques13,14,16,17,18. Les mutants de la RAF constitutivement actifs allument la signalisation en aval directement en phosphorylisant MEK, tandis que les mutants de la RAF morts par kinase peuvent transactiver leurs homologues de type sauvage par dimerisation d'un côté à l'autre et activer la signalisation MEK-ERK16 ,19,20. L'affinité/stabilité dimère est un paramètre clé qui détermine non seulement l'activité allostérique des mutants de la RAF morts en kinase, mais affecte également l'activité catalytique des mutants de la RAF constitutivement actifs15,21, 22. Les mutants de la RAF morts par la kinase avec une affinité/stabilité élevée de dimère peuvent transactiver les RAF endogènes de type sauvage directement15, tandis que ceux avec l'affinité/stabilité intermédiaire de dimer exigent une coordination de Ras actif ou d'un niveau élevé de molécules de type sauvage RAF pour fonctionner13,15,20,21,23. De même, les mutants de la RAF constitutivement actifs phosphoryent MEK d'une manière dimère-dépendante, et ceux avec l'affinité/stabilité faible dimère perdent leur activité catalytique in vitro sur l'immunoprécipitation qui casse les dimers faibles de RAF15,, 21,22. L'affinité/stabilité dimère détermine également la sensibilité des mutants de RAF à leurs inhibiteurs, et corrèle positivement à la résistance des inhibiteurs de RAF24. Par conséquent, pour caractériser les mutants de la RAF liés à la maladie, il est nécessaire de mesurer leurs activités catalytiques et allostériques, et l'affinité dimer / stabilité.
Ces dernières années, notre laboratoire et d'autres ont développé diverses méthodes pour caractériser les kinases de la famille RAF et leurs mutants. Selon notre laboratoire et l'expérience d'autres personnes, nous pensons que les trois essais suivants ont des avantages à définir les mutants de la RAF liés à la maladie : (1) l'analyse in vitro de la kinase qui peut être effectuée facilement pour détecter l'activité catalytique de la maladie mutants actifs de la RAF15; (2) l'analyse de co-activation de la RAF qui est une méthode fiable et pratique pour mesurer l'activité allostérique des mutants de la RAF kinase-morts13,15,21,22,23, 25; (3) l'analyse de luciferase fractionnée gratuite qui a une sensibilité beaucoup plus élevée dans la mesure de l'affinité relative dimer / stabilité des mutants DE la RAF en contraste avec l'analyse traditionnelle co-immunoprécipitation, et est capable d'effectuer sans équipement de pointe dans contraste avec les méthodes d'analyse quantitative s'ils sont telles que l'analyse SPR (Surface Plasmon Resonance)15,22. En combinant ces trois essais, nous pouvons comprendre facilement comment un mutant de la RAF lié à la maladie modifie la signalisation en aval et ainsi utiliser une stratégie thérapeutique appropriée pour traiter la maladie causée par cette mutation de la RAF.