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10月04日

干货必读!那些年我们一起做的MAPK通路

作者 : admin | 分类 : 生物医学 | 超过 15 人围观 | 已有 0 人发表了看法
原标题:干货必读!那些年我们一起做的MAPK通路

今天咱们聊聊 MAPK通路。想当年小编的博士毕业论文就是和这个通路相关的,下面就带你走进那些年我们一起做的MAPK通路!

以下干货,请仔细阅读。

MAPK是mitogen-activated protein kinases的简称,是一组进化保守的丝/苏氨酸蛋白激酶,它们会被一系列细胞外的刺激信号激活并介导信号从细胞膜向细胞核传导。它们调控着许多生理活动,如炎症、凋亡、癌化、肿瘤细胞的侵袭和转移等。

哺乳动物细胞中发现的有四种类型的MAPK级联通路,它们会对不同的上游信号产生反应。MAPK包含一组三级磷酸化依赖的激酶,MAP kinase kinase (MEK或者MKK),MAP kinase kinase kinase (MEKK或者MKKK). 在这个类似磷酸化接力赛的系统中,MKKKs磷酸化并激活MEKs,MEKs再磷酸化并活化MAPKs。 MEKs具有双特异性激酶活性能磷酸化底物的丝/苏氨酸位点和酪氨酸位点。迄今被发现的MAPKs至少有11种,MEKs只有7种及至少20种MKKKs。多样的MKKKs保证多种刺激信号的特异性,包括细胞因子,生长因子,药物和细胞压力信号。

干货必读!那些年我们一起做的MAPK通路

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研究得最为广泛的是 ERK1/ERK2 (p42/p44)激酶。通常活化的顺序是生长因子,如EGF,激活酪氨酸激酶受体,提供接头蛋白Grb2的结合位点,招募Sos蛋白到细胞膜上。Sos通过消耗GTP活化Ras。Ras-GTP直接和一个丝/苏氨酸激酶Raf结合,形成一个瞬时的信号。Raf家族由A-Raf,B-Raf和Raf-1 (C-Raf)组成。其中Raf-1研究得最多,它和14-3-3蛋白形成稳定的低或高活性结构。Raf通常和Hsp90,14-3-3蛋白形成复合物。活化的Raf激酶会磷酸化MEK的218位和222位的丝氨酸。

通常的观点认为MEK1会结合ERK,磷酸化它的苏氨酸或酪氨酸位点,然后解离。然后单磷酸化的ERK会重新再结合活化的MEK1,进行双磷酸化,完成活化。活化的MEK会磷酸化ERK1/ERK2的183位的苏氨酸和185位的酪氨酸。活化的ERK的靶点是p90核糖体S6激酶(RSK)和细胞质磷脂酶A2。ERK也会入核磷酸化转录因子Elk-1(383位和389位的丝氨酸)。

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最近克隆出来的 ERK3,是一个核蛋白激酶,在催化结构域和ERK1/ERK2有大约50%的同源性。但是它并不磷酸化任何典型的ERK底物。通常只有一种高度活化的ERK1或ERK2存在于细胞内,相比非磷酸化的形式其活性高出1000倍。在细胞中,随时都有三种活性较低的ERKs:一种没有磷酸化的,两种单磷酸化的(酪氨酸位点或苏氨酸位点)。

JNK/SAPK (c-Jun kinase/stress activated protein kinase)级联反应能被UV辐射,热激或者炎症因子激活。这类MAPK通路由两种小G蛋白,Rac和Cdc42介导。活化的Cdc42结合并活化PAK65蛋白激酶。活化的PAK65能激活MEKK,MEKK接下来在219位和223位丝氨酸位点磷酸化SEK/JNKK。活化的SEK/JNKK磷酸化JNK/SAPK(于TPY基序),JNK/SAPK再结合c-Jun的N端并于63位和73位丝氨酸位点将其磷酸化。

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P38激酶,是MAPK家族的另一位成员,在酵母中和MAPK有相似性。哺乳动物细胞中有四种不同的p38异构体,分别为p38 SAPK2a,p38β SAPK2b,p38γ SAPK3和p38δ SAPK4。P38α是生理相关性最大,研究得最为清楚的异构体,它的分布非常广泛。P38δ主要位于睾丸,胰腺,小肠和CD4+T细胞。P38γ主要在肌肉中表达。P38 MAPKs活化应答于炎症因子,内毒素和渗透压,和ERKs有50%同源性,它们的上游活化步骤还不是很清楚。被MKK3磷酸化激活后,p38会入核并磷酸化ATF-2,其它已知的p38靶标是MAPKAPK2,MNK1和MNK2。P38同样也磷酸化一些MAPK下游的蛋白激酶,如RSK和MSK。

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第四种也是研究得最少的MAPK通路是 big MAP kinase 1 (BMK1),也称作ERK5。BMK1被生长因子和压力激活。活化的BMK1不仅和正常的细胞存活,增殖,分化有关,同时也和病理形成有关,如癌症,心肌肥大和动脉硬化。EGF, BDNF, NGF, VEGF, FGF-2, 佛波脂,氧化压力都能激活BMK1。ERK5信号级联中的信号分子包括MEKK2/3,MEK5和ERK5。虽然和MEK1,MEK2有相似性,但MEK5不会被Raf-1磷酸化或活化。BMK1是已知的MEK5唯一的底物。MEF-2,Sap1a,Bad和SGK都是已知的BMK1的底物。

干货必读!那些年我们一起做的MAPK通路

虽然不同的MAPK级联信号有着高度的特异性和功能区分,这些通路也 有一些交叉。比如JNKK,一种JNK/SAPK的激活物,被报导也能激活p38,而MKK3只激活p38,不激活JNK/SAPK。MEKK1激活SEK/JNKK1,对p38也有一点激活作用。上游信号中,Sos只激活ERK不影响JNK或p38通路。另一个重要发现是能引起有丝分裂的物质处理细胞,ERKs会明显活化,而JNK/SAPK不会受影响。相反,细胞处于压力状态只会激活JNK/SAPK通路,而不影响ERKs的活性。在转录水平,三种MAPK都可以磷酸化ATF-2,而c-Jun和Elk-1只会被ERKs和JNK/SAPK磷酸化。

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干货必读!那些年我们一起做的MAPK通路

本文转自:默克生命科学

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