Fluorescence photobleaching recovery (FPR) denotes a method for measuring two-dimensional lateral mobility of fluorescent particles, for example, the motion of fluorescently labeled molecules in approximately 10 mum2 regions of a single cell surface. A small spot on the fluorescent surface is photobleached by a brief exposure to an intense focused laser beam, and the subsequent recovery of the fluorescence is monitored by the same, but attenuated, laser beam. Recovery occurs by replenishment of intact fluorophore in the bleached spot by lateral transport from the surrounding surface. We present the theoretical basis and some practical guidelines for simple, rigorous analysis of FPR experiments. Information obtainable from FPR experiments includes: (a) identification of transport process type, i.e. the admixture of random diffusion and uniform directed flow; (b) determination of the absolute mobility coefficient, i.e. the diffusion constant and/or flow velocity; and (c) the fraction of total fluorophore which is mobile. To illustrate the experimental method and to verify the theory for diffusion, we describe some model experiments on aqueous solutions of rhodamine 6G.

Each of six peptides derived from the human epidermal growth factor (EGF) receptor very closely matches a part of the deduced sequence of the v-erb-B transforming protein of avian erythroblastosis virus (AEV). In all, the peptides contain 83 amino acid residues, 74 of which are shared with v-erb-B. The AEV progenitor may have acquired the cellular gene sequences of a truncated EGF receptor (or closely related protein) lacking the external EGF-binding domain but retaining the transmembrane domain and a domain involved in stimulating cell proliferation. Transformation of cells by AEV may result, in part, from the inappropriate acquisition of a truncated EGF receptor from the c-erb-B gene.

A novel potential cell surface receptor of the tyrosine kinase gene family has been identified and characterized by molecular cloning. Its primary sequence is very similar to that of the human epidermal growth factor receptor and the v-erbB oncogene product; the chromosomal location of the gene for this protein is coincident with the neu oncogene, which suggests that the two genes may be identical.

PLX4032, a small-molecule inhibitor being developed by Plexxikon of California and Roche Pharmaceuticals in New Jersey ( http://go.nature.com/QnVGQx ), selectively targets B-RAFV600E, a mutant form of the B-RAF protein kinase common in several human cancers. In this issue of Nature, Gideon Bollag and colleagues report promising results for PLX4032 in an early clinical trial in melanoma patients who carry this B-RAF mutation. They also describe the structure and function of PLX4032 and present translational data from a phase I trial to show that clinical efficacy requires a drug concentration that is sufficient to cause a substantial degree of inhibition of the ERK pathway downstream of B-RAF. The study demonstrates how the design of early clinical trials based on the biological mechanisms underlying tumour formation has the potential to speed up the process by which anticancer drugs can reach the clinic. PLX4032 is a selective inhibitor of the B-RAF protein that has shown promising results in an early clinical trial in melanoma patients with an activating mutation in B-RAF. Now the structure and function of this inhibitor are described. Translational data from a phase I trial show that clinical efficacy requires a substantial degree of inhibition of the ERK pathway downstream of B-RAF. The data also show that BRAF-mutant melanomas are highly dependent on B-RAF activity. B-RAF is the most frequently mutated protein kinase in human cancers1. The finding that oncogenic mutations in BRAF are common in melanoma2, followed by the demonstration that these tumours are dependent on the RAF/MEK/ERK pathway3, offered hope that inhibition of B-RAF kinase activity could benefit melanoma patients. Herein, we describe the structure-guided discovery of PLX4032 (RG7204), a potent inhibitor of oncogenic B-RAF kinase activity. Preclinical experiments demonstrated that PLX4032 selectively blocked the RAF/MEK/ERK pathway in BRAF mutant cells and caused regression of BRAF mutant xenografts4. Toxicology studies confirmed a wide safety margin consistent with the high degree of selectivity, enabling Phase 1 clinical trials using a crystalline formulation of PLX4032 (ref. 5). In a subset of melanoma patients, pathway inhibition was monitored in paired biopsy specimens collected before treatment initiation and following two weeks of treatment. This analysis revealed substantial inhibition of ERK phosphorylation, yet clinical evaluation did not show tumour regressions. At higher drug exposures afforded by a new amorphous drug formulation4,5, greater than 80% inhibition of ERK phosphorylation in the tumours of patients correlated with clinical response. Indeed, the Phase 1 clinical data revealed a remarkably high 81% response rate in metastatic melanoma patients treated at an oral dose of 960 mg twice daily5. These data demonstrate that BRAF-mutant melanomas are highly dependent on B-RAF kinase activity.

A cDNA clone encoding a novel, widely expressed protein (called growth factor receptor-bound protein 2 or GRB2) containing one src homology 2 (SH2) domain and two SH3 domains was isolated. Immunoblotting experiments indicate that GRB2 associates with tyrosine-phosphorylated epidermal growth factor receptors (EGFRs) and platelet-derived growth factor receptors (PDGFRs) via its SH2 domain. Interestingly, GRB2 exhibits striking structural and functional homology to the C. elegans protein sem-5. It has been shown that sem-5 and two other genes called let-23 (EGFR like) and let-60 (ras like) lie along the same signal transduction pathway controlling C. elegans vulval induction. To examine whether GRB2 is also a component of ras signaling in mammalian cells, microinjection studies were performed. While injection of GRB2 or H-ras proteins alone into quiescent rat fibroblasts did not have mitogenic effect, microinjection of GRB2 together with H-ras protein stimulated DNA synthesis. These results suggest that GRB2/sem-5 plays a crucial role in a highly conserved mechanism for growth factor control of ras signaling.

Research Article1 November 1987free access Human proto-oncogene c-kit: a new cell surface receptor tyrosine kinase for an unidentified ligand. Y. Yarden Y. Yarden Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author W. J. Kuang W. J. Kuang Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author T. Yang-Feng T. Yang-Feng Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author L. Coussens L. Coussens Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author S. Munemitsu S. Munemitsu Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author T. J. Dull T. J. Dull Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author E. Chen E. Chen Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author J. Schlessinger J. Schlessinger Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author U. Francke U. Francke Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author A. Ullrich A. Ullrich Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author Y. Yarden Y. Yarden Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author W. J. Kuang W. J. Kuang Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author T. Yang-Feng T. Yang-Feng Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author L. Coussens L. Coussens Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author S. Munemitsu S. Munemitsu Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author T. J. Dull T. J. Dull Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author E. Chen E. Chen Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author J. Schlessinger J. Schlessinger Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author U. Francke U. Francke Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author A. Ullrich A. Ullrich Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. Search for more papers by this author Author Information Y. Yarden1, W. J. Kuang1, T. Yang-Feng1, L. Coussens1, S. Munemitsu1, T. J. Dull1, E. Chen1, J. Schlessinger1, U. Francke1 and A. Ullrich1 1Department of Developmental Biology, Genentech, Inc., South San Francisco 94080. The EMBO Journal (1987)6:3341-3351https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1987.tb02655.x PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info Structural features of v-kit, the oncogene of HZ4 feline sarcoma virus, suggested that this gene arose by transduction and truncation of cellular sequences. Complementary DNA cloning of the human proto-oncogene coding for a receptor tyrosine kinase confirmed this possibility: c-kit encodes a transmembrane glycoprotein that is structurally related to the receptor for macrophage growth factor (CSF-1) and the receptor for platelet-derived growth factor. The c-kit gene is widely expressed as a single, 5-kb transcript, and it is localized to human chromosome 4 and to mouse chromosome 5. A c-kit peptide antibody permitted the identification of a 145,000 dalton c-kit gene product that is inserted in the cellular plasma membrane and is capable of self-phosphorylation on tyrosine residues in both human glioblastoma cells and transfected mouse fibroblasts. Our results suggest that p145c-kit functions as a cell surface receptor for an as yet unidentified ligand. Furthermore, carboxy- and amino-terminal truncations that occurred during the viral transduction process are likely to have generated the transformation potential of v-kit. Previous ArticleNext Article Volume 6Issue 111 November 1987In this issue RelatedDetailsLoading ...

The protein tyrosine kinase PYK2, which is highly expressed in the central nervous system, is rapidly phosphorylated on tyrosine residues in response to various stimuli that elevate the intracellular calcium concentration, as well as by protein kinase C activation. Activation of PYK2 leads to modulation of ion channel function and activation of the MAP kinase signalling pathway. PYK2 activation may provide a mechanism for a variety of short- and long-term calcium-dependent signalling events in the nervous system.

BRAF V600E is the most frequent oncogenic protein kinase mutation known. Furthermore, inhibitors targeting “active” protein kinases have demonstrated significant utility in the therapeutic repertoire against cancer. Therefore, we pursued the development of specific kinase inhibitors targeting B-Raf, and the V600E allele in particular. By using a structure-guided discovery approach, a potent and selective inhibitor of active B-Raf has been discovered. PLX4720, a 7-azaindole derivative that inhibits B-Raf V600E with an IC 50 of 13 nM, defines a class of kinase inhibitor with marked selectivity in both biochemical and cellular assays. PLX4720 preferentially inhibits the active B-Raf V600E kinase compared with a broad spectrum of other kinases, and potent cytotoxic effects are also exclusive to cells bearing the V600E allele. Consistent with the high degree of selectivity, ERK phosphorylation is potently inhibited by PLX4720 in B-Raf V600E -bearing tumor cell lines but not in cells lacking oncogenic B-Raf. In melanoma models, PLX4720 induces cell cycle arrest and apoptosis exclusively in B-Raf V600E -positive cells. In B-Raf V600E -dependent tumor xenograft models, orally dosed PLX4720 causes significant tumor growth delays, including tumor regressions, without evidence of toxicity. The work described here represents the entire discovery process, from initial identification through structural and biological studies in animal models to a promising therapeutic for testing in cancer patients bearing B-Raf V600E -driven tumors.