细胞信号通路图解介绍之MAPK通路

一、MAPK信号通路

(1)有丝分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)是一族在真核生物中非常保守的丝/苏氨酸蛋白激酶,在许多细胞活动中起作用,如生长增殖,细胞分化,细胞运动或死亡。MAPK级联信号传导由3 个不同层次的分子所组成。MAPK被MAPK的激酶( MAPKK)磷酸化后激活,MAPKK被MAPKK的激酶(MAPKKK )磷酸化而激活。而MAPKKK通过与小GTPase和/或其他蛋白酶相互作用而被激活,从而将MAPK和细胞表面的受体以及胞外的信号联系在一起。


(2)许多参与生长和分化的受体都能够激活MAPK/ERK信号通路,比如说受体酪氨酸激酶(RTK),整合素,和离子通道。响应特定信号所涉及到的具体分子会相差很大,但通路的结构是一致的,那就是接头分子(adaptor,如Shc, GRB2, Crk等)将鸟苷酸交换因子(SOS, C3G 等)和受体连接在一起,然后把信号向小GTP 结合蛋白(Ras, Rap1)传递,后者又激活核心的级联反应,这是由一个MAPKKK( Raf) ,一个MAPKK( MEK1/2)和 MAPK( Erk)所构成的。活化的ERK 二聚体能调节胞浆中的目标分子,也可以转移到细胞核中,然后对一系列转录因子进行磷酸化以调节基因表达。SciRes


(3)很多外部的刺激都能够激活G蛋白偶联受体(GPCR)。在受体活化以后,G 蛋白将GDP 转换成GTP ,然后结合了GTP的α和β/γ亚基从受体脱离开,启动信号向胞内的传导。与不同亚型的异质三聚体G 蛋白结合的受体可以采取不同的手段激活小G 蛋白/MAPK级联反应,至少有三个不同家族的酪氨酸激酶参与其中。Src家族激酶响应活化的PI3Kγ,而后者被β/γ亚基激活。它们还能够响应受体的内化,受体酪氨酸激酶的交叉活化,以及有Pyk2 和/或FAK参与的整合素途径信号。GPCRs同样可以通过PLCβ去激活PKC 和CaMKII ,对下游的MAPK通路可以有激活或抑制的影响。SciRes


(4)压力激活的蛋白激酶(Stress-activated protein kinase, SAPK)或称Jun氨基端激酶(Jun amino-terminal kinase, JNK) 是MAPK的家族成员,能被一系列的环境压力,炎症细胞因子,生长因子和GPCR激动剂所激活。压力信号通过Rho家族的小GTP 酶(small GTPase)向这条级联通路传导,这些小GTP酶包括(Rac, Rho, cdc42) 。和其他的MAPK情况一样,靠近膜的激酶是一个MAPKKK,一般是MEKK1-4 ,或者是一个混合激酶去磷酸化并激活MKK4(SEK)或MKK7,它们是 SAPK/JNK的激酶。另外,MKK4/7也可以被生发中心激酶(germinal center kinase, GCK)以一种GTPase 依赖的方式激活。活化后的SAPK/JNK转移到细胞核内调节多种转录因子。


(5)p38 MAPK(α,β,γ和δ)是MAPK的家族成员,它们被一些环境压力和炎症细胞因子激活。和其他的MAPK级联结构一样,靠近细胞膜的成分是一个MAPKKK,一般是一个MEKK或者是一个混合激酶MLK (Mixed lineage kinase )。这个MAPKKK磷酸化并激活MKK3/6,这是p38MAPK 的激酶。当细胞受到凋亡刺激时,MKK3/6还可以被ASK1 激活。p38MAPK 调节的下游分子包括HSP27,MK2(MAPKAPK-2),MK3(MAPKAPK-3)和一些转录因子包括ATF-2,Stat-1,Max/Myc复合体,MEF-2,Elk-1 ,它还可以通过活化MSK1间接调节CREB分子。

注:部分内容参考自网络,图片来源于Cell Signaling Technology网站。

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