絲裂原活化蛋白激酶

1、第九章,絲裂原活化蛋白激酶信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK) ? Ser/Thr蛋白激酶 ? 受細(xì)胞外刺激而激活 ? 在所有真核細(xì)胞中高度保守 ? 通路組成 — 三級激酶模式 ? 調(diào)節(jié)多種重要的細(xì)胞生理/病理過程,本章主要內(nèi)容： ? MAPK 信號通路的成員 ? MAPK的蛋白結(jié)構(gòu)

2、 ? MAPK通路模式 ? MAPK的激活 ? MAPK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路間的關(guān)系,一、MAPK 信號通路的成員 MAPK是信號從細(xì)胞表面→核內(nèi)的重要轉(zhuǎn)遞者。已鑒定的 (據(jù)2019的統(tǒng)計(jì))： MAPK激酶激酶 (MKKK) 14種 MAPK激酶 (MKK) 7種 MAPK

3、 12種,MKKK(MAP Kinase Kinase Kinase) 亞族：,MKK (MAP Kinase Kinase)亞族：,MAPK (MAP Kinase)亞族：,二、MAPK的蛋白結(jié)構(gòu)（一）MAPK的一級結(jié)構(gòu) 蘇氨酸磷酸化位點(diǎn)與其他蛋白激酶同源，酪氨酸磷酸化位點(diǎn)是MAPK獨(dú)特的。 磷酸化位點(diǎn)的三肽模體 — TXY ERK和ERK5 — TE

4、Y p38 — TGY JNK — TPY,,,,,? 三肽模體位于L12 ? 各亞族L12長度不同 ? 活化唇 (activation lip) ? 各亞族都具有12個(gè)保守亞區(qū) — 真核細(xì)胞蛋白激酶超家族區(qū)分標(biāo)志之一 ? 家族成員之間具有較高的同源性,哺乳動(dòng)物MAPK,哺乳動(dòng)物MAPK,（二）MAPK的二級結(jié)構(gòu)和超二級結(jié)構(gòu) 以ERK2為例 N端域 — 主要由β折疊

5、和2個(gè)α螺旋組成 （1~109和320~358位氨基酸殘基） C端域 — α螺旋，含磷酸化唇和MAPK插 入，催化環(huán)（Arg-147~152) （110~319位氨基酸殘基） 交界處的裂隙 — ATP結(jié)合位點(diǎn),（三）MAPK的空間結(jié)構(gòu)特征大體結(jié)構(gòu)：非常相似底物結(jié)合口袋的結(jié)構(gòu)特征： 無活性時(shí)被阻斷，有活性時(shí)暴露出。ATP結(jié)合位

6、點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特征： 大小、形狀、疏水性和電荷等不同磷酸基團(tuán)結(jié)合位點(diǎn)： 4個(gè)保守位點(diǎn),三、MAPK通路模式,四、MAPK的激活MAPK激活機(jī)制的發(fā)現(xiàn)重要的實(shí)驗(yàn)觀察： ? 20世紀(jì)80年代，觀察到當(dāng)GF刺激時(shí)，Tyr被磷酸化的主要蛋白為42kDa ? 佛波酯醇刺激時(shí)，產(chǎn)生同樣的蛋白 ? 胰島素RTK催化Ser/Thr蛋白激酶 ? 胰島素刺激，產(chǎn)生Thr和Tyr雙磷酸化的42kDa蛋白,MAPK的激活

7、機(jī)制 ? 活性部位位于兩個(gè)折疊域的界面 ? 是通過Thr和Tyr的雙位點(diǎn)同時(shí)磷酸化而被激活 例：ERK2 — Tyr-185 , Thr-183 pY185 — 解除L12對底物結(jié)合的阻斷 ? MAPK是Pro指導(dǎo)的蛋白激酶,,對于ERK2來說，其底物的一般保守性序列為 Pro-X-Ser/Thr-Pro ? 活化環(huán)中Tyr-185 和Thr-183的磷酸化， 引起該

8、環(huán)重新折疊，與Arg結(jié)合位點(diǎn)相互作用 ? 酸性氨基酸替代，不導(dǎo)致組成性活化 ? MAPK的點(diǎn)突變不影響其活性,五、酵母MAPK通路 釀酒酵母 — 已鑒定出5條 ? 單倍體的交配途徑 ? 浸潤性生長通路 ? 細(xì)胞壁重構(gòu)通路 ? 雙組分滲透壓感受器通路 ? Sho1滲透壓感受器通路,（一）酵母菌中MAPK模式的組成和作用 釀酒酵母：4種MKKK

9、 4種MKK 6種MAPK 其中，4種參加明確的5種MAPK通路 2種 (SMK1, YKL161C)參加未知的MAPK通路 3個(gè)成員通過與支架蛋白結(jié)合而聯(lián)在一起,（二）單倍體酵母與交配有關(guān)的通路 ? 釀酒酵母的2種交配型(單倍體)： a細(xì)胞型和 α細(xì)胞型 ? 2種性信

10、息素：a因子和 α因子 ? 7次跨膜受體：Ste3和 Ste2 ? 異三聚體G蛋白： Gpa1 — α亞基 Ste4 — β亞基 Ste18 — γ亞基,Ste2 receptor,釀酒酵母的交配通路,ste：不育基因 Ste5：支架蛋白Ste12： 轉(zhuǎn)錄因子,支架蛋白 ( Scaffold protein) 其主要功能是將其他蛋白

11、質(zhì)結(jié)合在一起，促進(jìn)它們相互作用。 ? 將細(xì)胞信號通路中的各種信號分子結(jié)合在一起，形成復(fù)合物 ? 起生理性隔室化的效應(yīng),從而防止該通路與其他通路發(fā)生交聯(lián) ? 含有許多蛋白結(jié)合域,（三）浸潤通路 缺乏氮源 — 形態(tài)改變假菌絲： 缺乏氮源時(shí)，橢圓型的雙倍酵母進(jìn)行不對稱的細(xì)胞分裂以產(chǎn)生一個(gè)細(xì)而長的子細(xì)胞，后者又不斷產(chǎn)生長的子細(xì)胞。由于母細(xì)胞與子細(xì)胞仍然相連，因此這種單級分裂方

12、式的不斷重復(fù)將產(chǎn)生由延長的細(xì)胞組成的絲狀物。,KSS1： 絲狀生長所需要(單倍體，雙倍體)注： 未被Ste7激活時(shí)，是浸潤生長的抑制物，被Ste7激活時(shí)，刺激浸潤生長。,FUS3和KSS1的鑒別： ? 刺激激活的條件不同 FUS3 — 信息素 KSS1 — 缺乏氮源 ? 表達(dá)不同 FUS3 — 單倍體細(xì)胞中 KSS1 — 單倍體細(xì)胞和雙倍體細(xì)胞中 ? 對浸潤生長的調(diào)節(jié)作用

13、 FUS3 — 抑制 KSS1 — 刺激,（四）細(xì)胞壁重構(gòu)通路,? 酵母的生長依賴于有效的細(xì)胞壁重構(gòu)? PKC1：MKKKK? MKK1和MKK2的重疊作用意義不清,（五）滲透壓感受器和應(yīng)激通路 釀酒酵母的2種滲透壓感受器： ? “雙組分”滲透壓感受器 低滲透壓條件下激活 ? 膜滲透壓感受器 高滲透壓條件下激活 ? 2種滲透壓感受器對MAPK通路的調(diào)節(jié) 作用不同,1

14、. “雙組分”滲透壓感受器 ? “雙組分”轉(zhuǎn)導(dǎo)體系通常見于原核細(xì)胞 ? “雙組分”轉(zhuǎn)導(dǎo)體系的組成 感受器分子 — 胞外區(qū) + 胞質(zhì)His激酶域 + 反應(yīng)-調(diào)節(jié)分子 — 接受域 + DNA結(jié)合域 是一種His-Asp磷酸化體系 ? “雙組分”轉(zhuǎn)導(dǎo)體系在哺乳類尚未鑒定出,? “雙組分”轉(zhuǎn)導(dǎo)過程 感受器蛋白活化

15、 ↓ 胞質(zhì)激酶域的His磷酸化 ↓ 反應(yīng)-調(diào)節(jié)分子接受域 的Asp磷酸化 ↓ 啟動(dòng)輸出功能，即轉(zhuǎn)錄激活作用,酵母 “雙組分”滲透壓感受器： ? 由3種蛋白組成 Sln1 + Ypd1 +Ssk1 ? 兩個(gè)相

16、連的“雙組分”體系 第一個(gè) — Sln1(His激酶域和接受域) 第二個(gè) — Ypd1 (His激酶域) + Ssk1 (接受域),在低滲透壓條件下? Sln1 是有活性的? Ssk1是無活性的? HOG1也無活性在高滲透壓條件下? Sln1 是無活性的? Ssk1是有活性的

17、? HOG1也有活性,2. Sho1依賴的滲透壓感受器 Sho1：跨膜蛋白滲透壓感受器 結(jié)構(gòu) ：4個(gè)跨膜區(qū) + C-末端胞質(zhì)區(qū) ( 含SH3域),在高滲透壓條件下? Sho1 感受高滲透? Sho1激活Ste11? Pbs2發(fā)揮支架蛋白的作用? Pbs2含有多聚脯氨酸富集區(qū),3. 裂殖酵母菌中的滲透壓感受通路和 應(yīng)

18、激通路 環(huán)境應(yīng)激時(shí)激活2個(gè)相關(guān)的MAPK通路 ? WIK/WIS/SPC1通路 ? WIN1/WIS/SPC1通路 (在滲透壓應(yīng)激時(shí)起主要作用) ?上游調(diào)節(jié)因子Mcs4是Ssk1蛋白的同源物 ? ATF1是SPC1的主要核內(nèi)底物,? SPC1只有經(jīng)磷酸化后才能入核? 熱休克和氧應(yīng)激時(shí)SPC1磷酸化激活，但不需要WIS的作用。 ? Pyp1使SPC1脫磷酸化,（六）芽孢形

19、成通路芽孢形成：是指將單倍體核包裝入芽孢的過程 包括減數(shù)分裂。 ? 僅發(fā)生在雙倍體 ? 由饑餓誘發(fā) 芽孢形成過程： ? 減數(shù)分裂 ? 雙層膜的原孢子壁包裹單層核膜的4個(gè)單倍體 ? 從原孢子壁的雙層間隙沉積孢子壁。,孢子壁的組成：共4層： 第一、二層：同植物細(xì)胞壁 第三層：孢子特異性的結(jié)構(gòu)

20、 聚乙酰氨基葡糖 + 聚氨基葡萄糖 第四層：電子密集層 雙酪氨酸包被,從以上酵母MAPK通路的研究中看到: ? MAPK通路是一個(gè)連續(xù)的蛋白激酶激活的途徑 ? MAPK的主要底物為轉(zhuǎn)錄因子 ? MAPK

21、通路受不同的上游因子調(diào)節(jié) ? 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是高度特異的 ? 某一種蛋白成員存在于數(shù)種通路時(shí),支架蛋白起著隔室化的作用,六、哺乳動(dòng)物MAPK通路 哺乳動(dòng)物MAPK通路不同于酵母: ? 多種MAPK通路可被一種受體型所激活 ? MAPK的主要底物包括轉(zhuǎn)錄因子、 胞 質(zhì)蛋白質(zhì) 、細(xì)胞骨架、蛋白激酶和磷脂酶 ? 已鑒定出4條MAPK通路 ? MAPK有多種亞族和多種不同的剪接體,（一）

22、ERK通路 ? 研究得最為透徹 ? ERK的MAPK有5種 (1~5) 它們分屬于不同的亞族 ? ERK1和ERK2(ERK1/2)研究得最為透徹 為細(xì)胞內(nèi)主要的MAPK ? ERK3存在于細(xì)胞核 ? ERK4通過Ras依賴性通路而被激活,1. ERK1/2通路中MKKK 許多受體通過活化Ras激活ERK1/2通路Raf: 是該通路中的重要的MKKK ? 亞型: 有3種 — A-

23、Raf 、 B-Raf 、 Raf1 ? 組成: 含3個(gè)結(jié)構(gòu)域 — C-末端的激酶域 富含Cys的調(diào)節(jié)域 含Ras結(jié)合位點(diǎn)的調(diào)節(jié)域,? 表達(dá): Raf1在體內(nèi)廣泛表達(dá) 而A-Raf 和B-Raf表達(dá)方式嚴(yán)格 如B-Raf

24、主要在神經(jīng)組織中表達(dá) ? 激活: 酶水平的調(diào)節(jié)較復(fù)雜 主要包括2個(gè)過程: 一是結(jié)合于GTP- Ras 二是 磷酸化 ( 一簇 — Ser338, Ser339, Tyr340, Tyr341),Raf1對于H-、K-和N- Ras顯示應(yīng)答 B-Raf 可被Rap1a

25、活化 TC21能夠與Raf1和B-Raf相互作用，激活它們。 ? 上游激酶的調(diào)節(jié): 已知磷酸化Raf1的激酶有Src 、PAK、PKC及其他蛋白激酶,? 其他的磷酸化位點(diǎn) — Ser259和Ser621 調(diào)節(jié)Raf1與14-3-3蛋白結(jié)合，穩(wěn)定其活性。不過， 14-3-3蛋白也可能抑制Raf活性。抑制性的磷酸化位點(diǎn)是由

26、Akt (Ser259)和PKA催化的。 ? 抑制：RKIP可干擾Raf-MEK的結(jié)合，抑制后者磷酸化和活化。,2. ERK1/2通路中MKK (MEK) ? MEK1和MEK2是該通路主要的MEK ? 為雙特異性蛋白激酶 ? 通過兩個(gè)殘基的磷酸化而被激活 ( Ser或Thr) (同MAPK) ? 突變可引起其活性增加(不同于MAPK) ? 酸性氨基酸替代，明顯增加其活性

27、 ? 特異性較高，僅磷酸化少數(shù)底物,? MEK4可磷酸化非MAPK ? MEK1和MEK2含3個(gè)非酶活性結(jié)構(gòu)域 — ERK1/2結(jié)合位點(diǎn) ( D域 ) 富含Pro結(jié)構(gòu)域 核輸出序列 ( NES ),? MEK1和MEK2的上游調(diào)節(jié)因子 — Raf、RTK、非RTK、GPCR在轉(zhuǎn)化細(xì)胞：

28、 Ras → Raf1 → MEK1 → ERK1/2在心肌細(xì)胞 A-Raf → MEK1 → ERK1/2在PC細(xì)胞 B-Raf → MEK1 → ERK1/2,3. ERK1/2蛋白激酶的作用底物及滅活 ? 底物的保守性磷酸化位點(diǎn)模體為 Pro-Lue-Ser/Thr-Pro ? 底物蛋白 — 胞質(zhì)蛋白: p90S6K 、cPLA2 、E

29、GF 受體 細(xì)胞骨架: MAP1、2 、4 、Tau 轉(zhuǎn)錄因子：Elk-1, Ets-1, Sap1a, c-Myc等 ? 滅活: MKP-1, -3, -4,4. ERK1/2通路的生物學(xué)功能 ? 刺激細(xì)胞增殖 ? 抑制細(xì)胞生長、分化 ? 細(xì)胞周期調(diào)控 ? 調(diào)控MTOC ? 紡錘體的組裝 ? 促進(jìn)細(xì)胞存活 ? 某些情況下，與細(xì)胞死亡有關(guān),（二）JN

30、K信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 1991年鑒定出的新的MAPK 與ERK有兩點(diǎn)不同： ? 被紫外線輻射等細(xì)胞應(yīng)激所激活 ? 磷酸化c-Jun的氨基活化位點(diǎn) 故稱之為c-Jun N-terminal kinase (JNK) 鼠的同源物則被命名為Stress activated protein kinase (SAPK)。,之所以稱為SAPK是因?yàn)樵趹?yīng)答各種刺激時(shí)，它們的活性增加。這些應(yīng)激包括： ?

31、細(xì)胞因子 ? 生長因子撤離 ? 干擾DNA和蛋白合成的試劑 ? UV輻射 ? 熱休克 ? 反應(yīng)活性氧 (ROS) ? 高滲透壓,JNK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 ? 是已知的應(yīng)答最多樣刺激的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之一 ? JNK通過Thr-Pro-Tyr模體的磷酸化被激活 ? 由JNK、 MAP2Ks、 MAP3Ks 和MAP4Ks組成 ? 細(xì)胞外配體應(yīng)答的JNK通路照比細(xì)胞應(yīng)激應(yīng)

32、答研究得較為清楚,JNK： ? 人的JNK由3個(gè)基因 ( jnk1, jnk 2和 jnk3)編碼 ? 3個(gè)基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的不同剪接產(chǎn)生10個(gè)JNK亞型 (46kDa, 55kDa) ? JNK家族成員間的激酶催化核心的同源性為87% ? 同一基因編碼的46kDa和55kDa亞型無明顯的功能差異,? JNK1和JNK2廣泛地在多種組織表達(dá) ? JNK3 主要在神經(jīng)組織表達(dá) ? JNK1和JNK2

33、 在激酶域的不同剪接體可改變JNK與它們底物的相互作用 ? 不同的亞型受不同的調(diào)節(jié),JNK底物包括： ? 轉(zhuǎn)錄因子 c-Jun, Jun-D, ATF-2, ATFα, Elk-1 Sap-1a, GABPα, GABPβ ? 腫瘤抑制蛋白p53JNK生理功能： JNK1和JNK2有重疊功能，在免疫應(yīng)答和胚胎發(fā)育中具有重要的調(diào)節(jié)作用。 JNK3在神經(jīng)組織中有

34、特異功能,1. JNK信號通路MKK和MKKK MKK (MAP2Ks) ▲ MKK4 ( SEK1/MEK4/JNKK1/SKK1 ) ? 主要激活JNK，但對p38也有活化作用 ? 可能是個(gè)抑癌基因 ? 胚胎發(fā)育所必需 ? 使細(xì)胞免于凋亡 ? 不是惟一的激活劑,▲ MKK7 (MEK7/JNKK2/SKK4 ) ? 特異地激活JNK，而不激活p38或ERK ?

35、 與MKK4相關(guān)，屬于哺乳動(dòng)物細(xì)胞MAPKK超家族 ? 與果蠅的HEP(DJNK的激活劑)密切相關(guān) ? MKK7基因編碼6個(gè)蛋白亞型 ? 不同亞型應(yīng)答不同的細(xì)胞外刺激和上游激酶,MKK4與MKK7在人和鼠組織中廣泛表達(dá)，但在不同的組織起表達(dá)的豐度不同 MKK4與MKK7介導(dǎo)來自同一細(xì)胞外刺激的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，但它們被不同MAP3Ks所激活。 同MEK1/2，用酸性氨基酸置換磷酸化

36、位點(diǎn)的氨基酸，可增加其激酶活性。,MEKK (MAP3Ks)包括： MEKK1~4、 ASK1/MAPKKK5 MAPKKK6、 TAK1 Tpl-2 、 MLK2/MSK MLK3/SPRK/PTK1 MUK/DLK/ZPK LZK,▲ MEKKs ( MAPK/ERK kinase kinases

37、 ) ? 因與酵母的STE11同源而被克隆 ? 首先鑒定出的激活JNK的MAP3K是MEKK1 ? 目前已克隆的4種稱為MEKK1~4 ? 在蛋白C-末端具有同源的激酶域，而它們的N-末端幾乎無同源性,? MEKK1和4與G蛋白Cdc42和Rac相互作用 ? MEKK1還可結(jié)合Ras ? MEKKs 也調(diào)節(jié)其他細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 MEKK1~3激活ERK通路

38、 MEKK3~4激活p38通路,▲ TAK1 ( TGF-β-activated kinase) ? 因其在芽殖酵母中具有回補(bǔ)STE11突變體缺失的功能而被克隆 ? N-端具有激酶域 ? C-末端與TAB1/2相互作用 ? 被TGF- β、IL-1、神經(jīng)酰胺、UV激活 ? 可直接激活I(lǐng)KK和NF-κB轉(zhuǎn)錄活性,▲ ASK1/MAPKKK5 ASK2/MAPKKK6

39、 ( Apoptosis signal-regulating kinase1) ? 應(yīng)用PCR技術(shù)而被鑒定出 ? 激酶域位于蛋白分子的中間 ? ASK1→ MKK4 → JNK ASK1→ MKK3 → p38 ? 被TGF- α、FasL激活 ? 誘導(dǎo)凋亡,ASK2/MAPKKK6 ASK1的相關(guān)激酶 (鼠的同源物是ASK2) ? 應(yīng)用酵母雙雜交

40、技術(shù)而被鑒定出 ? 整個(gè)分子與ASK1的同源性為45% 但激酶域的同源性高達(dá)82% ? 與MEKK1~4的同源性約為40% ? 僅能較弱地激活JNK，但并不能 激活p38,▲ Tpl-2/cot ( Tumor progression locus 2) ? 最初作為原癌基因而被克隆 ? 與人的cot基因約有90%的相同性 與其他的MAP

41、3K約有30%的相同性 ? Tpl-2 → MEK1 → ERK Tpl-2 → MKK4 → JNK ? 參與NF-κB的激活,▲ MLKs ( Mixed lineage kinase) 該家族激酶的特點(diǎn)： ? 催化域具有Tyr和Ser/Thr兩種蛋白激酶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ? N-端含有SH3模體 ? C-端有Pro富集區(qū) ? C-端附近有亮氨酸拉鏈,

42、? MLK2/MST ( mammalian STE 20-like) MLK2 → MEK4 → JNK MLK2 → MKK7 → JNK 對p38和ERK的作用較弱 含有Cdc42和Rac的結(jié)合位點(diǎn) ? MLK3/SPRK/PTK MLK3 → MKK4 → JNK MLK3 → MKK3/6 → p38 對ERK無作用,? MU

43、K/DLK/ZPK/LZK ( MAPK- upstream kinase) ( dual luecine zipper- bearing kinase) (luecine zipper- protein kinase) (luecine zipper- bearing kinase) MUK → MEK7 → JNK LZK激活JNK,MAP4Ks — STE20相關(guān)激酶

44、 ? N-端具有STE20樣的催化域 ? 中間至少有2個(gè)Pro富集域 ? C-端有CNH域 ? 是JNK強(qiáng)的特異性激活劑▲ GCK ( germinal center kinase) KHS (kinase homologous to STE20 ) GCKR (GCK- related kinase) GLK (GCK like kinase),▲ TAO1 ( Thous

45、and and one amino acid protein kinase) ? 應(yīng)用PCR方法從大白鼠腦的cDNA文庫中鑒定出。 ? 主要在腦和睪丸中表達(dá) ? 激酶域與其他STE20相關(guān)激酶的同源性約45% ? 主要激活MKK3,▲ HPK1 ( hematopoietic prog

46、enitor kinase ) ? 主要在造血細(xì)胞中表達(dá) ? 含有4個(gè)Pro富集域 ? 與連接物蛋白相互作用 ? 受酪氨酸蛋白激酶調(diào)節(jié) ? 主要激活JNK，不是ERK和p38 ? 在TGF-β 誘導(dǎo)的JNK激活中是TAK的上游,支架蛋白： 在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中了解有限▲ JIP1 ( JNK-interacting protein 1 ) ? 應(yīng)用

47、酵母雙雜交篩選出 ? 主要結(jié)合JNK，不是ERK和p38 ? 抑制JNK的核轉(zhuǎn)位 ? 結(jié)合MKK7 ? 與MLK家族、HPK1相互作用,（三）p38信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 ? p38最初作為LPS刺激產(chǎn)生的酪氨酸磷酸蛋白而被鑒定出 ? p38與酵母HOG1具有明顯的同源性 ? p38是細(xì)胞抑制性抗炎藥的靶分子 ? 雙磷酸化三肽模體 — Thr-Gly-Tyr

48、 ? 不同亞型的表達(dá)、激活和特異性不同 ? 亞型之間有重疊的、不同的生理作用,p38的表達(dá)： p38 α：白細(xì)胞、肝、脾、骨髓中等高表達(dá) p38 β ：腦和心中高表達(dá) p38 γ ：主要在骨骼肌中表達(dá) p38 δ ：肺、腎、腸及內(nèi)分泌器官中高表達(dá)注： p38 α和 p38 β 具有不同的剪接體 例：Mxi — 缺少80氨基酸殘基的p38 α,p38的結(jié)構(gòu)： ? N-末端、C-末

49、端延伸短，與已知其他激酶無同源性 (p38家族成員和JNK亞型除外) ? 相似于ERK2，但活化環(huán)構(gòu)象差異明顯 ? ATP結(jié)合位點(diǎn)相對開放 ? 磷酸化唇序列比ERK2短6個(gè)氨基酸殘基,,,1. p38 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的MKK和MKKKMEKs: ? MEK3和MEK6是細(xì)胞中p38激活的主要激酶。 ? 不同的MEK選擇性地激活不同的亞型 MEK6 — 共同的激活劑

50、 MEK3 — 激活 p38 α, γ , δ,MEKKs: ? MEKK1~3參與p38激活 MEKK1→MEK4 → p38 (3T3細(xì)胞) MEKK3→MEK3 → p38 (轉(zhuǎn)化細(xì)胞) ? MLK家族的4個(gè)成員參與p38激活 ? 其他激酶 Tp12 ASK TAK,MLK家族成員含有3個(gè)結(jié)構(gòu)域： — SH

51、3域 — 亮氨酸拉鏈 — 小分子G蛋白結(jié)合域參與p38激活的4個(gè)成員是： ? MUK/ZPK/DLK ? MTK1/MEKK4 ? MLK2/MST ? MLK3/PTK/SPRK,上游調(diào)節(jié)因子： Rac、Cdc42、Rho家族的小分子GTPase是p38途徑的較強(qiáng)的調(diào)節(jié)因子。 Rac/Cdc42 →

52、PAK → p38,來自細(xì)胞表面的活化： 異三聚體G蛋白可激活p38途徑，但激活機(jī)制因細(xì)胞不同而異。 M1-乙酰膽堿受體-Gq/11 M2-乙酰膽堿受體-Gi β-腎上腺素受體-Gs (HEK293細(xì)胞) α1A-腎上腺素受體-Gs (PC12細(xì)胞) β-腎上腺素受體-Gi (ARVM細(xì)胞),激活p38途徑的物理、化學(xué)應(yīng)激： ? 氧化應(yīng)激 (巨噬細(xì)胞

53、 ) ? 低滲壓 (HEK293細(xì)胞 ) ? 紫外線輻射 (PC12細(xì)胞 ) ? 低氧 (牛肺動(dòng)脈成纖維細(xì)胞 ) ? 循環(huán)擴(kuò)張 (腎小球膜細(xì)胞 ),亞細(xì)胞定位： 細(xì)胞核、胞質(zhì) (免疫熒光顯微鏡) 應(yīng)激反應(yīng)，如心肌缺血、低氧時(shí)， 胞質(zhì) → 核p38的抑制劑： 吡啶咪唑 — 結(jié)合于ATP結(jié)合位點(diǎn)延伸袋 p38 α, β — 敏感

54、 p38 γ, δ — 不敏感,2. p38蛋白激酶的作用底物和滅活作用底物: ? 細(xì)胞骨架 細(xì)胞應(yīng)激 — 微管相關(guān)蛋白(tau) stathmin ( 癌蛋白18） ? 細(xì)胞質(zhì)蛋白 刺激血小板 — cPLA2 血管緊張素Ⅱ — Na+/H+交換體,? 轉(zhuǎn)錄因子 ATF1/2 (activation

55、 transcription factor 1/2) CHOP10 (C/EBP-homologus protein 10 ) MEF2C (myocyte enhancer factor 2C) Max (myc associated factor X ) MAPKAPK 2/3 MNK1/2 (MAPK-interacting kinase 1/2 ) PRAK (p38-regul

56、ated/activated kinase),p38蛋白激酶滅活： 蛋白激酶磷酸酶M3/M63. p38 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的功能 主要參與應(yīng)激反應(yīng)，此外 ? 血細(xì)胞細(xì)胞因子的生成 (單核細(xì)胞：IL-1，TNF-α) ? 細(xì)胞凋亡 ? 免疫反應(yīng)調(diào)控,p38亞型的作用： p38 α ：特異地參與LPS介導(dǎo)的細(xì)胞反應(yīng) 如黏附、NF-κB活化、TNF-

57、α合成 誘導(dǎo)凋亡 p38 β ：促進(jìn)細(xì)胞存活 總之， p38在細(xì)胞增殖、分化和生存過程中起作用。,（四）MKK5/ERK5通路ERK5 (BMK, big mitogen- activated kinase)： ? MAPK家族中分子量最大的成員 故有BMK之稱 ? 與ERK2有52%的同源性 ? 雙磷酸化三肽模體為TEYMEK：

58、 MEK5 (α, β 兩種亞型),活化和上游調(diào)節(jié)因子 ? 生長因子 ? 應(yīng)激 (如氧化應(yīng)激、高滲透壓 ) ? 血清 ? Src和Ras是ERK5信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的調(diào)節(jié)因子 ? GPCR (Gq和G12/13)也調(diào)節(jié)ERK5活性 ? MKKK— MEKK3、Tpl-2,ERK5的作用底物： ? MEF2家族 (A, C, D) ? Ets樣轉(zhuǎn)錄因子Sap1a ( seru

59、m response factor acessory protein 1a)抑制劑： ? 無特異性的抑制劑 ? MKP1/3 使MEK5脫磷酸 ? 高濃度PD98059和U0126抑制MEK5活性,（五）孤兒MAPK1. ERK3亞型 ? 研究最少 ? 分為 ERK3α 和 ERK3β (74%同源性) ? 單一磷酸化位點(diǎn) (Ser) ? 組成性定位于核,2. ERK7亞型

60、? 催化區(qū)與ERK2有40%的同源性 ? 雙磷酸化三肽模體 — Thr-Glu-Tyr ? 具有自我調(diào)節(jié)功能 ? 氯通道相關(guān)蛋白可與非催化區(qū)結(jié)合 ( chloride intracellular channel protein 3 CLIC3),2. NLK ( Nemo-like kinase) ? 催化區(qū)與ERK2有超過45%的同源性 ? 缺少Tyr磷酸

61、化位點(diǎn) ? Lit-1 (線蟲的同源體) 是Mom-4 (蠕蟲TAK1的同源體) 的下游 ? 下調(diào)Wnt信號,2. MOK ( MAPK/MAK/MRK overllaping kinase) ? 與ERK2有30%的同源性 ? 雙磷酸化位點(diǎn) ? 佛波酯醇和OA增加其活性 ? 相關(guān)激酶 MAK ( male germ cell associated kinase