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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： 3590次

MAPK,絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated　protein　kinases，MAPKs)是細胞內的一類絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。
研究證實，MAPKs信號轉導通路存在于大多數細胞內，在將細胞外刺激信號轉導至細胞及其核內，并引起細胞生物學反應(如細胞增殖、分化、轉化及凋亡等)的過程中具有至關重要的作用。研究表明，MAPKs信號轉導通路在細胞內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，目前均已發(fā)現存在著多條并行的MAPKs信號通路，不同的細胞外刺激可使用不同的MAPKs信號通路，通過其相互調控而介導不同的細胞生物學反應。
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，曾根據底物蛋白稱之為MAP2K、ERK、MBPK、RSKK、ERTK等。此后，由于發(fā)現其具有共同的結構和生化特征，而被命名為MAPK。近年來，隨著不同MAPK家族成員的發(fā)現，又重新改稱為ERK。
哺乳類動物細胞中，與ERK相關的細胞內信號轉導途徑被認為是經典MAPK信號轉導途徑，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蛋白偶聯的受體和部分細胞因子受體均可激活ERK信號轉導途徑。
如：生長因子與細胞膜上的特異受體結合，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合蛋白2(Grb2)的SH2結構域相結合，而Grb2的SH3結構域則同時與鳥苷酸交換因子SOS(Son　of　Sevenless)結合，后者使小分子鳥苷酸結合蛋白Ras的GDP解離而結合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接受上游的級聯反應信號，可以轉位進入細胞核。
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的轉錄因子如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節(jié)。還有研究發(fā)現，ERKs可磷酸化胞漿內的細胞骨架成份，如微管相關蛋白MAP-1、MAP-2和MAP-4，參與細胞形態(tài)的調節(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發(fā)現還有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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