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MAPK/ERK信號通路圖及簡介
發(fā)布時間: 2023-04-07 點擊次數(shù): 2149次MAPK,絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPKs)是細胞內(nèi)的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。
研究證實,MAPKs信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 存在于大多數(shù)細胞內(nèi),在將細胞外刺激信號轉(zhuǎn)導(dǎo)至細胞及其核內(nèi),并引起細胞生物學反應(yīng)(如細胞增殖、分化、轉(zhuǎn)化及凋亡等)的過程中具有至關(guān)重要的作用。研究表明,MAPKs信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在細胞內(nèi)具有生物進化的高度保守性,在低等原核細胞和高等哺乳類細胞內(nèi),目前均已發(fā)現(xiàn)存在著多條并行的MAPKs信號通路,不同的細胞外刺激可使用不同的MAPKs信號通路,通過其相互調(diào)控而介導(dǎo)不同的細胞生物學反應(yīng)。
ERK(extracellular signal-regulated kinase)信號通路 1986年由Sturgill等人首先報告的MAPK。最初其名稱十分混亂,曾根據(jù)底物蛋白稱之為MAP2K、ERK、MBPK、RSKK、ERTK等。此后,由于發(fā)現(xiàn)其具有共同的結(jié)構(gòu)和生化特征,而被命名為MAPK。近年來,隨著不同MAPK家族成員的發(fā)現(xiàn),又重新改稱為ERK。
哺乳類動物細胞中,與ERK相關(guān)的細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑被認為是經(jīng)典MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,目前對其激活過程及生物學意義已有了較深入的認識。研究證實,受體酪氨酸激酶、G蛋白偶聯(lián)的受體和部分細胞因子受體均可激活ERK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。
如:生長因子與細胞膜上的特異受體結(jié)合,可使受體形成二聚體,二聚化的受體使其自身酪氨酸激酶被激活;受體上磷酸化的酪氨酸又與位于胞膜上的生長因子受體結(jié)合蛋白2(Grb2)的SH2結(jié)構(gòu)域相結(jié)合,而Grb2的SH3結(jié)構(gòu)域則同時與鳥苷酸交換因子SOS(Son of Sevenless)結(jié)合,后者使小分子鳥苷酸結(jié)合蛋白Ras的GDP解離而結(jié)合GTP,從而激活Ras;激活的Ras進一步與絲/蘇氨酸蛋白激酶Raf-1的氨基端結(jié)合,通過未知機制激活Raf-1;Raf-1可磷酸化MEK1/MEK2(MAP kinase/ERK kinase)上的二個調(diào)節(jié)性絲氨酸,從而激活MEKs;MEKs為雙特異性激酶,可以使絲/蘇氨酸和酪氨酸發(fā)生磷酸化,最終高度選擇性地激活ERK1和ERK2(即p44MAPK和p42MAPK)。ERKs為脯氨酸導(dǎo)向的絲/蘇氨酸激酶,可以磷酸化與脯氨酸相鄰的絲/蘇氨酸。在絲裂原刺激后,ERKs接受上游的級聯(lián)反應(yīng)信號,可以轉(zhuǎn)位進入細胞核。
因此,ERKs不僅可以磷酸化胞漿蛋白,而且可以磷酸化一些核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子如c-fos、c-Jun、Elk-1、c-myc和ATF2等,從而參與細胞增殖與分化的調(diào)控。另外,ERK還可以磷酸化ERKs通路 的上游蛋白如NGF受體、SOS、Raf-1、MEK等,進而對該通路進行自身的負反饋調(diào)節(jié)。還有研究發(fā)現(xiàn),ERKs可磷酸化胞漿內(nèi)的細胞骨架成份,如微管相關(guān)蛋白MAP-1、MAP-2和MAP-4,參與細胞形態(tài)的調(diào)節(jié)及細胞骨架的重分布。
最近,國外學者又新克隆出ERK5及其上游激酶MEK5,這條MAPKs信號通路 可被H2O2及高滲刺激活[2],其底物為c-Myc。通過分子生物學技術(shù)發(fā)現(xiàn)還有ERK3 Kinase/ERK3及ERK4兩條通路存在,但目前對其激活信號、底物及生物學意義還不清楚。
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