RTK 配體結合 → 二聚化 → 自體磷酸化 → 招募 adaptor → Ras→Raf→MEK→ERK 磷酸化級聯 → 進核調控轉錄。
10.6.1 RTK 基本循環
一次跨膜;胞外配體結合區 + 胞內酪胺酸激酶結構域。
配體結合 → 受體二聚化(dimerization)(EGFR 等)或已存在為二聚體激活構型(INSR、IGF1R)。
兩個胞內激酶區彼此互相磷酸化 Tyr 殘基(trans-autophosphorylation)。
磷酸化的 Tyr 作為對接位(docking site),招募含 SH2 或 PTB domain 的下游 adaptor(Grb2、Shc、IRS-1)。
RTK 成員:EGFR、FGFR、PDGFR、VEGFR、NGFR (TrkA)、Insulin receptor(INSR)、IGF1R、HGFR (Met)、Ephrin R、Eph R、RET。
國考陷阱:「PI3K 不是 RTK」正確。PI3K 是細胞質中的 lipid kinase(脂質激酶),不是跨膜受體;它是 RTK 的下游之一。
10.6.2 受體酵素的一般特徵
本體就是酵素(不同於 GPCR 要借 G 蛋白 → AC 等「下游酵素」)。
胞外結合配體、胞內(胞質側)有催化活性。
「對細胞外配體具酵素活性」錯!配體只是觸發,酵素活性作用於胞內受質(自身或下游)。
10.6.3 胰島素受體 → MAPK 級聯
胰島素受體是永久存在的 α₂β₂ 四聚體(兩個 α 胞外 + 兩個 β 跨膜);配體結合後 β 的激酶區磷酸化 β 本身的 Tyr。
訊號順序(國考直接出這個順序):
胰島素 → 胰島素受體 (INSR) 自體磷酸化
↓
IRS-1 (insulin receptor substrate-1) 磷酸化
↓
Grb2-Sos (adaptor + GEF)
↓
Ras-GTP (活化)
↓
Raf-1 (MAPKKK)
↓
MEK (MAPKK)
↓
ERK (MAPK)
↓
進入細胞核 → 磷酸化 TF → 基因表達改變
IRS-1 除了接 Grb2-Sos 進 MAPK,也接 PI3K 進 PKB/AKT 路徑(10.6.5)。
10.6.4 Ras 的 GTPase 開關與致癌
Ras 是小 G 蛋白(monomeric G protein),不是異源三聚:
結合 GTP = 活化;結合 GDP = 靜止。
GEF(如 Sos):促 GDP→GTP → 活化 Ras。
GAP(GTPase-activating protein):促 Ras 水解 GTP → 關閉 Ras。
Ras 突變(K-RAS G12V、G12D、G13D 等)→ 對 GAP 的反應消失 → Ras 持續 GTP-bound → 致癌(胰臟癌、大腸癌、肺癌常見)。
國考:
• 「Ras 突變持續活化的主因?」= 不受 GAP 調節(不是 GDP 親和力增加)。
• 「GAP 直接結合誰?」= Ras(GAP 的作用對象是 Ras 這樣的小 G 蛋白)。
Ras 的膜定位:C 端 CAAX motif 被 farnesyltransferase 加 farnesyl 基於 Cys 的硫醇(不是 N 端胺基),之後還經 palmitoylation 進一步加強膜結合(見 10.2.3)。
10.6.5 PI3K – PKB/AKT 路徑
胰島素 RTK 活化 IRS → PI3K → PIP₃ → PDK1 + PKB(AKT)→ 下游代謝效應(GLUT4 轉位、肝醣合成、脂質合成)。
化學反應:
PI-4,5-P₂ (PIP₂) ─PI3K→ PI-3,4,5-P₃ (PIP₃)
注意與 PLC 區分:
• PI3K 是激酶,把 PIP₂ 磷酸化成 PIP₃(脂質,留在膜上)
• PLC 是磷脂酶,把 PIP₂ 切成 IP₃(胞質水溶)+ DAG(膜上脂溶)
兩者都用 PIP₂ 當原料,但產物與訊號下游完全不同。
PIP₃ 的角色:作為膜上停泊點,招募含 PH(pleckstrin homology)domain 的蛋白到膜邊:
PKB(= AKT) PH 域結合 PIP₃
PDK1 同樣 PH 域;PDK1 磷酸化 AKT Thr308 → 活化
AKT 下游:
GSK-3 磷酸化(去活性) → glycogen synthase 被去抑制(活化)→ 肝醣合成↑
mTOR 活化 → 蛋白質合成↑、細胞生長
FOXO 磷酸化 → 離核 → 抑制凋亡、抑制糖質新生基因
GLUT4 囊泡轉位(經 AS160 途徑)→ 肌肉、脂肪葡萄糖攝取↑
負調控:
PTEN(tumor suppressor):把 PIP₃ 去磷酸化回 PIP₂ → 關閉 PI3K 訊號。PTEN 突變 → 訊號持續 → 多癌症。
國考:「PIP₃ 結合誰?」= PKB(protein kinase B / AKT)。
10.6.6 RTK 臨床整合表:精準癌症治療的標靶
近 20 年癌症「分子標靶治療(targeted therapy)」幾乎全集中在 RTK 家族。記住下表,內科腫瘤學的藥物名一半就到手:
RTK 突變/放大 對應癌症 主要標靶藥 機制
EGFR 突變(exon 19 del、L858R) 肺腺癌(亞洲族群 > 50% 帶 EGFR 突變) Gefitinib、Erlotinib、Afatinib、Osimertinib(第三代,治 T790M 抗藥) TKI(小分子激酶抑制劑)
EGFR 過度表現 大腸癌(KRAS wild-type) Cetuximab、panitumumab 單株抗體
HER2(ERBB2) 過度表現/放大 HER2+ 乳癌、胃癌 Trastuzumab(Herceptin)、Pertuzumab、T-DM1(trastuzumab emtansine)、Lapatinib 抗體 / TKI / 抗體-藥物複合體(ADC)
BCR-ABL(融合 tyrosine kinase,t(9;22) Philadelphia chromosome) t(9;22) 染色體易位融合 慢性骨髓性白血病(CML)、Ph+ ALL Imatinib(Gleevec)、Dasatinib、Nilotinib、Ponatinib、Asciminib TKI;首個成功的分子標靶藥
ALK EML4-ALK 融合 肺腺癌(5%) Crizotinib、Alectinib、Lorlatinib TKI
VEGFR (正常但腫瘤利用) 多種癌(抗血管新生) Sunitinib、Sorafenib、Bevacizumab(抗 VEGF 抗體) TKI / 抗體
PDGFR、KIT GIST 突變 胃腸道間質瘤(GIST) Imatinib TKI
RET RET 融合 甲狀腺髓質癌、肺腺癌 Selpercatinib、Pralsetinib TKI
記憶模板:「癌症的關鍵 RTK 持續被活化(突變、過度表現、融合)→ 用 小分子 TKI 或 單株抗體 阻斷它」。Imatinib 對 BCR-ABL 是教科書上第一個分子標靶治療成功案例(1998),讓 CML 從 5 年存活率 < 30% 提升到 > 90%。
副作用模式:EGFR TKI 常見痤瘡樣皮疹、腹瀉;trastuzumab 有心臟毒性(小心與蒽環類合用);imatinib 整體耐受好。
本節對應國考題 共 16 題 · 隨選 3 題
現場作答這 3 題
- 108-2-醫學一 Q82 下列有關真核細胞 Ras 蛋白質之敘述,何者錯誤?…
- 107-2-醫學一 Q97 下列關於受體酵素(receptor enzyme)的敘述何者正確?…
- 109-2-醫學一 Q97 在 phosphatidylinositol 3-kinase(PI-3K)訊息…