絲裂原活化蛋白激酶

第九章絲裂原活化(huóhuà)蛋白激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路第一頁，共一百二十三頁。

絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)

?Ser/Thr蛋白激酶?受細(xì)胞外刺激而激活(jīhuó)?在所有真核細(xì)胞中高度保守?通路組成—三級(jí)激酶模式?調(diào)節(jié)多種重要的細(xì)胞生理/病理過程第二頁，共一百二十三頁。本章主要內(nèi)容：

?MAPK信號(hào)通路(tōnglù)的成員?MAPK的蛋白結(jié)構(gòu)?MAPK通路模式?MAPK的激活?MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路間的關(guān)系第三頁，共一百二十三頁。一、MAPK信號(hào)通路的成員

MAPK是信號(hào)從細(xì)胞表面→核內(nèi)的重要(zhòngyào)轉(zhuǎn)遞者。已鑒定的(據(jù)1999的統(tǒng)計(jì))：

MAPK激酶激酶(MKKK)14種MAPK激酶(MKK)7種

MAPK12種第四頁，共一百二十三頁。MKKK(MAPKinaseKinaseKinase)亞族：第五頁，共一百二十三頁。第六頁，共一百二十三頁。MKK(MAPKinaseKinase)亞族：第七頁，共一百二十三頁。MAPK(MAPKinase)亞族：第八頁，共一百二十三頁。第九頁，共一百二十三頁。二、MAPK的蛋白結(jié)構(gòu)(jiégòu)（一）MAPK的一級(jí)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

—TEYp38—TGY

JNK—TPY第十頁，共一百二十三頁。第十十一一頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。?三三肽肽模模體體位位于于(wèèiyúú)L12?各各亞亞族族L12長長度度不不同同?活活化化唇唇(activationlip)?各各亞亞族族都都具具有有12個(gè)個(gè)保保守守亞亞區(qū)區(qū)—真核核細(xì)細(xì)胞胞蛋蛋白白激激酶酶超超家家族族區(qū)區(qū)分分標(biāo)標(biāo)志志之之一一?家家族族成成員員之之間間具具有有較較高高的的同同源源性性第十十二二頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。MAPK其他名稱與ERK2的同源性%同一亞族成員序列相似性%ERK1p44MAPK88ERK2p42MAPK100ERK3αp62ratERK343100ERK3βhumanERK34274JNK1SAPKγ4087JNK2SAPKα41100JNK3SAPKβ4088哺乳乳動(dòng)動(dòng)物物(bǔǔrǔǔdòòngwùù)MAPK第十十三三頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。哺乳乳動(dòng)動(dòng)物物(bǔǔrǔǔdòòngwùù)MAPKMAPK其他名稱與ERK2的同源性%同一亞族成員序列相似性%ERK2p42MAPK100p38αp38CSBP50100p38βp38-24775p38γERK6SAPK34462p38δSAPK44264ERK5BMK151ERK741第十十四四頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。第十十五五頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。（二二））MAPK的的二二級(jí)級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和超超二二級(jí)級(jí)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)以ERK2為為例例N端端域域—主要要(zhǔǔyàào)由ββ折折疊疊和和2個(gè)個(gè)αα螺螺旋旋組組成成（1~109和和320~358位位氨氨基基酸酸殘殘基基））C端域域—α螺螺旋旋，，含含磷酸酸化化唇唇和MAPK插插入入，，催化化環(huán)環(huán)（Arg-147~152)（110~319位位氨氨基基酸酸殘殘基基））交界界處處的的裂裂隙隙—ATP結(jié)合合位位點(diǎn)點(diǎn)第十十六六頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。第十十七七頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。第十十八八頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。第十十九九頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。（三））MAPK的的空空間間結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特特征征(tèèzhēēng)大體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)：：非常常相相似似底物物結(jié)結(jié)合合口口袋袋的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特特征征：：無活活性性時(shí)時(shí)被被阻阻斷斷，，有有活活性性時(shí)時(shí)暴暴露露出出。。ATP結(jié)結(jié)合合位位點(diǎn)點(diǎn)的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特特征征：：大小小、、形形狀狀、、疏疏水水性性和和電電荷荷等等不不同同磷酸酸基基團(tuán)團(tuán)結(jié)結(jié)合合位位點(diǎn)點(diǎn)：：4個(gè)個(gè)保保守守位位點(diǎn)點(diǎn)第二二十十頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。第二十一一頁，共共一百二二十三頁頁。三、MAPK通通路(tōnglùù)模式第二十二二頁，共共一百二二十三頁頁。四、MAPK的的激活MAPK激活機(jī)機(jī)制的發(fā)發(fā)現(xiàn)重要的實(shí)實(shí)驗(yàn)觀察察：?20世紀(jì)紀(jì)80年年代，觀觀察到當(dāng)當(dāng)GF刺刺激時(shí)，，Tyr被磷酸化化的主要要蛋白為為42kDa?佛波酯醇醇刺激時(shí)時(shí)，產(chǎn)生生(chǎǎnshēng)同樣的蛋蛋白?胰島素RTK催化Ser/Thr蛋白激酶酶?胰島素刺刺激，產(chǎn)產(chǎn)生Thr和Tyr雙雙磷酸化化的42kDa蛋白第二十三三頁，共共一百二二十三頁頁。MAPK的激活活機(jī)制?活性性部位位位于兩個(gè)個(gè)折疊域域的界面面?是通過Thr和和Tyr的雙位位點(diǎn)同時(shí)時(shí)(tóngshí)磷酸化而而被激活活例：ERK2—Tyr-185,Thr-183pY185—解除L12對(duì)底物結(jié)結(jié)合的阻阻斷?MAPK是Pro指導(dǎo)導(dǎo)的蛋白白激酶第二十四四頁，共共一百二二十三頁頁。第二十五五頁，共共一百二二十三頁頁。對(duì)于(duììyú)ERK2來說，，其底物物的一般般保守性性序列為為Pro-X-Ser/Thr-Pro?活化環(huán)中中Tyr-185和和Thr-183的磷磷酸化，，引起該環(huán)環(huán)重新折折疊，與與Arg結(jié)合位位點(diǎn)相互互作用?酸性氨基基酸替代代，不導(dǎo)導(dǎo)致組成成性活化化?MAPK的點(diǎn)突變變不影響響其活性性第二十六六頁，共共一百二二十三頁頁。五、酵母母(jiààomǔǔ)MAPK通路釀酒酵母母—已鑒定出出5條?單倍體的的交配途途徑?浸潤性生生長通路路?細(xì)胞壁重重構(gòu)通路路?雙雙組分滲滲透壓感感受器通通路?Sho1滲透壓感感受器通通路第二十七七頁，共共一百二二十三頁頁。（一）酵酵母菌中中MAPK模式的組組成和作作用釀酒酵母母：4種MKKK4種MKK6種MAPK其中，4種參加加明確的的5種MAPK通路2種(SMK1,YKL161C)參參加未知知的MAPK通通路3個(gè)成員員(chééngyuán)通過與支支架蛋白白結(jié)合而而聯(lián)在一一起第二十八八頁，共共一百二二十三頁頁。（二）單倍倍體酵母母與交配配有關(guān)的的通路(tōnglùù)?釀酒酒酵母的的2種交配型型(單倍體)：a細(xì)胞型型和αα細(xì)胞型型?2種性信息息素：a因子和和α因因子?7次跨膜受受體：Ste3和Ste2?異三三聚體G蛋白：Gpa1—α亞基基Ste4—β亞基基Ste18—γ亞基基第二十十九頁頁，共共一百百二十十三頁頁。第三十十頁，，共一一百二二十三三頁。。第三十十一頁頁，共共一百百二十十三頁頁。Ste2receptor釀酒酵酵母的的交配配(jiāopèèi)通路ste：不育基基因Ste5：：支架蛋蛋白(dàànbái)Ste12：轉(zhuǎn)錄因因子第三十十二頁頁，共共一百百二十十三頁頁。支架蛋蛋白(Scaffoldprotein)其主要要功能能是將將其他他蛋白白質(zhì)結(jié)結(jié)合在在一起起(yīīqǐǐ)，促進(jìn)進(jìn)它們們相互互作用用。?將細(xì)胞胞信號(hào)號(hào)通路路中的的各種種信號(hào)號(hào)分子子結(jié)合合在一一起，，形成成復(fù)合合物?起生理理性隔隔室化化的效效應(yīng),從而而防止止該通通路與與其他他通路路發(fā)生生交聯(lián)聯(lián)?含有許許多蛋蛋白結(jié)結(jié)合域域第三十十三頁頁，共共一百百二十十三頁頁。（三））浸潤潤通路路缺乏氮氮源——形形態(tài)態(tài)改變變假菌絲絲：缺乏氮氮源時(shí)時(shí)，橢橢圓型型的雙雙倍酵酵母進(jìn)進(jìn)行(jììnxíng)不對(duì)稱稱的細(xì)細(xì)胞分分裂以以產(chǎn)生生一個(gè)個(gè)細(xì)而而長的的子細(xì)細(xì)胞，，后者者又不不斷產(chǎn)產(chǎn)生長長的子子細(xì)胞胞。由由于母母細(xì)胞胞與子子細(xì)胞胞仍然然相連連，因因此這這種單單級(jí)分分裂方方式的的不斷斷重復(fù)復(fù)將產(chǎn)產(chǎn)生由由延長長的細(xì)細(xì)胞組組成的的絲狀狀物。第三十十四頁頁，共共一百百二十十三頁頁。KSS1：：絲狀生生長所所需要要(xūūyàào)(單倍倍體，，雙倍倍體)注：未被Ste7激激活時(shí)時(shí)，是是浸潤潤生長長的抑抑制物物，被被Ste7激活活時(shí)，，刺激激浸潤潤生長長。第三十十五頁頁，共共一百百二十十三頁頁。FUS3和和KSS1的鑒鑒別：：?刺激激激活的的條件件不同同F(xiàn)US3—信息素素KSS1—缺乏氮氮源?表達(dá)不不同F(xiàn)US3—單倍體體細(xì)胞胞中KSS1—單倍體體細(xì)胞胞和雙雙倍體體細(xì)胞胞中?對(duì)浸潤潤生長長(shēngzhǎǎng)的調(diào)節(jié)節(jié)作用用FUS3—抑制KSS1—刺激第三十十六頁頁，共共一百百二十十三頁頁。（四））細(xì)胞胞壁重重構(gòu)通通路(tōōnglùù)?酵酵母的的生長依依賴于于有效效的細(xì)細(xì)胞壁壁重構(gòu)構(gòu)?PKC1：：MKKKK?MKK1和和MKK2的重重疊作作用(zuòyòng)意義不不清第三十十七頁頁，共共一百百二十十三頁頁。（五））滲透透壓感感受器器和應(yīng)應(yīng)激通通路釀酒酵酵母(jiàomǔǔ)的2種滲透透壓感感受器器：?““雙雙組分分”滲透壓壓感受受器低滲透壓壓條件件下激激活?膜膜滲透壓壓感受受器高滲透壓壓條件件下激激活?2種滲透透壓感感受器器對(duì)MAPK通路的的調(diào)節(jié)節(jié)作作用用不同同第三十十八頁頁，共共一百百二十十三頁頁。1.“雙組組分””滲透壓壓感受受器?“雙組組分””轉(zhuǎn)導(dǎo)體體系(tǐǐxìì)通常見見于原原核細(xì)細(xì)胞?““雙組組分””轉(zhuǎn)導(dǎo)體體系的的組成成感受器器分子子—胞胞外區(qū)區(qū)+胞胞質(zhì)His激酶酶域+反應(yīng)-調(diào)節(jié)節(jié)分子子—接接受域+DNA結(jié)合合域是一種種His-Asp磷酸化化體系系?““雙組組分””轉(zhuǎn)導(dǎo)體體系在在哺乳乳類尚尚未鑒鑒定出出第三十十九頁頁，共共一百百二十十三頁頁。?“雙組組分””轉(zhuǎn)導(dǎo)過過程感受器器蛋白白活化化↓胞質(zhì)激酶(jīīmééi)域的His磷酸化化↓反應(yīng)-調(diào)節(jié)節(jié)分子子接受受域的的Asp磷酸化化↓啟動(dòng)輸輸出功功能，，即轉(zhuǎn)錄激激活作作用第四十十頁，，共一一百二二十三三頁。。酵母“雙組組分””滲透壓壓感受受器：：?由3種種蛋白白(dàànbái)組成Sln1+Ypd1+Ssk1?兩兩個(gè)相相連的的“雙雙組分分”體體系第一個(gè)——Sln1(His激酶酶域和接受域)第二個(gè)——Ypd1(His激酶酶域)+Ssk1(接受域)第四十一頁頁，共一百百二十三頁頁。在低滲透壓條件(tiáojiàn)下?Sln1是有活性的的?Ssk1是是無活性的的?HOG1也也無活性在高滲透壓條件下?Sln1是無活性的的?Ssk1是是有活性的的?HOG1也也有活性第四十二頁頁，共一百百二十三頁頁。2.Sho1依依賴的滲透壓感受受器Sho1：跨膜蛋白白滲透壓感受受器結(jié)構(gòu)(jiégòu)：4個(gè)跨膜膜區(qū)+C-末端胞胞質(zhì)區(qū)(含SH3域)第四十三頁頁，共一百百二十三頁頁。在高滲透壓條件下?Sho1感感受高滲滲透?Sho1激激活Ste11?Pbs2發(fā)發(fā)揮支架蛋蛋白的作用用(zuòyòng)?Pbs2含有多多聚脯氨酸酸富集區(qū)第四十四頁頁，共一百百二十三頁頁。第四十五頁頁，共一百百二十三頁頁。第四十六頁頁，共一百百二十三頁頁。3.裂殖酵母菌菌中的滲透壓感受受通路和應(yīng)激通路環(huán)境應(yīng)激時(shí)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)激激時(shí)起主要作用用)?上游調(diào)節(jié)節(jié)因子(yīnzǐ)Mcs4是是Ssk1蛋白的同同源物?ATF1是SPC1的主主要核內(nèi)底底物第四十七頁頁，共一百百二十三頁頁。?SPC1只只有經(jīng)磷酸酸化后才能能入核?熱休克(xiūkè)和氧應(yīng)激時(shí)SPC1磷磷酸化激活活，但不需需要WIS的作用。。?Pyp1使使SPC1脫磷酸化化第四十八頁頁，共一百百二十三頁頁。（六）芽孢孢形成通路路芽孢形成：：是指將單倍倍體核包裝裝入芽孢的的過程包括減數(shù)分分裂。?僅發(fā)生生在雙倍體?由饑餓餓誘發(fā)(yòufā)芽孢形成過過程：?減數(shù)分裂?雙層膜的原原孢子壁包包裹單層核核膜的4個(gè)個(gè)單倍體?從原孢子壁壁的雙層間間隙沉積孢孢子壁。第四十九頁頁，共一百百二十三頁頁。孢子壁的組組成：共4層：第一(dìyīī)、二層：同同植物細(xì)胞胞壁第三層：孢孢子特異性性的結(jié)構(gòu)聚乙酰氨基基葡糖+聚氨基葡萄萄糖第四層：電電子密集層層雙酪氨酸包包被第五十頁，，共一百二二十三頁。。從以上酵母母MAPK通路的研究究中看到:?MAPK通路是一個(gè)個(gè)連續(xù)的蛋蛋白激酶激激活的途徑徑?MAPK的的主要底物物為轉(zhuǎn)錄因因子(yīnzǐ)?MAPK通通路受不同同的上游因因子調(diào)節(jié)?信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)是是高度特異異的?某一種種蛋白成員員存在于數(shù)數(shù)種通路時(shí)時(shí),支架蛋蛋白起著隔隔室化的作作用第五十一頁頁，共一百百二十三頁頁。第五十二頁頁，共一百百二十三頁頁。第五十三頁頁，共一百百二十三頁頁。六、哺乳動(dòng)動(dòng)物MAPK通路哺乳動(dòng)物物MAPK通路不同同于酵母母:?多種MAPK通路可被被一種受受體型所所激活?MAPK的主要要底物包包括(bāokuòò)轉(zhuǎn)錄因子子、胞胞質(zhì)質(zhì)蛋白白質(zhì)、細(xì)胞骨骨架、蛋蛋白激酶酶和磷脂脂酶?已鑒鑒定出4條MAPK通路?MAPK有多種種亞族和和多種不不同的剪剪接體第五十四四頁，共共一百二二十三頁頁。（一）ERK通路(tōnglùù)?研研究得最最為透徹徹?ERK的的MAPK有5種(1~5)它們分屬屬于不同同的亞族族?ERK1和和ERK2(ERK1/2)研究得得最為透透徹為為細(xì)胞內(nèi)內(nèi)主要的的MAPK?ERK3存在于細(xì)胞胞核?ERK4通過Ras依賴性通路路而被激活第五十五頁，，共一百二十十三頁。1.ERK1/2通路路中MKKK許多受體通過過活化Ras激活ERK1/2通路Raf:是該通路中的的重要(zhòngyào)的MKKK?亞型:有3種—A-Raf、B-Raf、Raf1?組成:含3個(gè)結(jié)構(gòu)域—C-末端的激酶酶域富含Cys的調(diào)節(jié)域含Ras結(jié)合位位點(diǎn)的調(diào)節(jié)域第五十六頁，，共一百二十十三頁。?表達(dá):Raf1在體內(nèi)(tǐnèèi)廣泛表達(dá)而A-Raf和B-Raf表達(dá)方方式嚴(yán)格如B-Raf主要在神神經(jīng)組織中表表達(dá)?激活:酶水平的調(diào)節(jié)節(jié)較復(fù)雜主要包括2個(gè)個(gè)過程:一是結(jié)合于GTP-Ras二是磷酸化(一簇—Ser338,Ser339,Tyr340,Tyr341)第五十七頁，，共一百二十十三頁。Raf1對(duì)于H-、K-和N-Ras顯示應(yīng)應(yīng)答(yìngdá)B-Raf可可被Rap1a活化TC21能夠夠與Raf1和B-Raf相互作用，，激活它們。。?上游激酶的調(diào)調(diào)節(jié):已知磷酸化Raf1的激酶有Src、PAK、PKC及其他蛋白激激酶第五十八頁，，共一百二十十三頁。?其他的磷酸化化位點(diǎn)—Ser259和Ser621調(diào)節(jié)Raf1與14-3-3蛋白(dànbáái)結(jié)合，穩(wěn)定其其活性。不過過，14-3-3蛋白也可能抑抑制Raf活性。抑制性性的磷酸化位位點(diǎn)是由Akt(Ser259)和PKA催化的。?抑制：RKIP可干干擾Raf-MEK的結(jié)合，抑制制后者磷酸化化和活化。第五十九頁，，共一百二十十三頁。2.ERK1/2通路路中MKK(MEK)?MEK1和MEK2是該該通路主要的的MEK?為雙特異性蛋蛋白激酶?通過(tōngguò)兩個(gè)殘基的磷磷酸化而被激激活(Ser或或Thr)(同MAPK)?突變可引起其其活性增加(不同于MAPK)?酸性氨基酸替替代，明顯增增加其活性?特異性較高，，僅磷酸化少少數(shù)底物第六十頁，共共一百二十三三頁。?MEK4可磷磷酸化非MAPK?MEK1和MEK2含3個(gè)非酶活性性結(jié)構(gòu)域—ERK1/2結(jié)合(jiéhéé)位點(diǎn)(D域)富含Pro結(jié)結(jié)構(gòu)域核輸出序列(NES)MEK1富含Pro域NESD域激酶域第六十一頁，，共一百二十十三頁。?MEK1和MEK2的上上游調(diào)節(jié)因子子(yīnzǐǐ)—Raf、RTK、非RTK、GPCR在轉(zhuǎn)化細(xì)胞：：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第六十二頁，，共一百二十十三頁。第六十三頁，，共一百二十十三頁。3.ERK1/2蛋白白激酶的作用用底物及滅活活?底物的保守性性磷酸化位點(diǎn)點(diǎn)模體為Pro-Lue-Ser/Thr-Pro?底物蛋白—胞質(zhì)蛋白:p90S6K、cPLA2、EGF受受體細(xì)胞骨架:MAP1、、2、4、、Tau轉(zhuǎn)錄(zhuǎnlù)因子：Elk-1,Ets-1,Sap1a,c-Myc等?滅活:MKP-1,-3,-4第六十四頁，，共一百二十十三頁。4.ERK1/2通路路的生物學(xué)功功能?刺激細(xì)胞增殖殖?抑制細(xì)胞生長長、分化?細(xì)胞周期調(diào)控控(diàokònɡ)?調(diào)控MTOC?紡錘體的組裝裝?促進(jìn)細(xì)胞存活活?某些情況下，，與細(xì)胞死亡亡有關(guān)第六十五頁，，共一百二十十三頁。第六十六頁，，共一百二十十三頁。第六十七頁，，共一百二十十三頁。第六十八頁，，共一百二十十三頁。（二）JNK信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路1991年鑒鑒定出的新的的MAPK與ERK有兩兩點(diǎn)不同：?被紫外線輻射射(fúshèè)等細(xì)胞應(yīng)激所所激活?磷酸化c-Jun的的氨基活化位位點(diǎn)故稱之為c-JunN-terminalkinase(JNK)鼠的同源物則則被命名為Stressactivatedproteinkinase(SAPK)。第六十九頁，，共一百二十十三頁。之所以稱為SAPK是因因?yàn)樵趹?yīng)答各各種刺激時(shí)，，它們(tāmen)的活性增加。。這些應(yīng)激包包括：?細(xì)胞因子?生長因子子撤離?干擾DNA和蛋白合成的的試劑?UV輻射?熱休克?反應(yīng)活性氧(ROS)?高滲透壓壓第七十頁，共共一百二十三三頁。JNK信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路?是已知的應(yīng)答答最多樣刺激激(cìjī)的細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之一一?JNK通通過Thr-Pro-Tyr模體的的磷酸化被激激活?由JNK、MAP2Ks、MAP3Ks和MAP4Ks組組成?細(xì)胞外配體應(yīng)應(yīng)答的JNK通路照比細(xì)細(xì)胞應(yīng)激應(yīng)答答研究得較為為清楚第七十一頁，，共一百二十十三頁。第七十二頁，，共一百二十十三頁。JNK：?人的JNK由3個(gè)基基因(jīyīn)(jnk1,jnk2和jnk3)編碼?3個(gè)基因因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的的不同剪接產(chǎn)產(chǎn)生10個(gè)JNK亞型(46kDa,55kDa)?JNK家家族成員間的的激酶催化核核心的同源性性為87%?同一基因因編碼的46kDa和55kDa亞亞型無明顯的的功能差異第七十三頁，，共一百二十十三頁。?JNK1和JNK2廣泛泛地在多種組組織表達(dá)?JNK3主要在神經(jīng)組組織表達(dá)?JNK1和JNK2在激酶域域的不同剪接接體可改變JNK與它們們底物(dǐwùù)的相互作用?不同的亞亞型受不同的的調(diào)節(jié)第七十四頁，，共一百二十十三頁。JNK底物包包括：?轉(zhuǎn)錄因子c-Jun,Jun-D,ATF-2,ATFα,Elk-1Sap-1a,GABPα,GABPβ?腫瘤抑制制蛋白p53JNK生理功功能：JNK1和JNK2有重重疊功能，在在免疫(miǎnyì)應(yīng)答和胚胎發(fā)發(fā)育中具有重重要的調(diào)節(jié)作作用。JNK3在神神經(jīng)組織中有有特異功能第七十五頁，，共一百二十十三頁。第七十六頁，，共一百二十十三頁。1.JNK信號(hào)通路MKK和MKKKMKK(MAP2Ks)▲MKK4(SEK1/MEK4/JNKK1/SKK1)?主要激活活JNK，但但對(duì)p38也也有活化作用用?可能是個(gè)抑癌癌基因?胚胎發(fā)育育所必需(bìxū)?使細(xì)胞免于凋凋亡?不是惟一一的激活劑第七十七頁，，共一百二十十三頁。▲MKK7(MEK7/JNKK2/SKK4)?特異地激激活JNK，，而不激活p38或ERK?與MKK4相相關(guān)，屬于哺哺乳動(dòng)物細(xì)胞胞MAPKK超家族?與果蠅(ɡuǒyínɡ)的HEP(DJNK的激激活劑)密切切相關(guān)?MKK7基因因編碼6個(gè)蛋蛋白亞型?不同亞型型應(yīng)答不同的的細(xì)胞外刺激激和上游激酶酶第七十八頁，，共一百二十十三頁。MKK4與與MKK7在在人人和和鼠鼠組組織織中中廣廣泛泛表表達(dá)達(dá)，，但但在在不不同同(bùùtóónɡɡ)的組組織織起起表表達(dá)達(dá)的的豐豐度度不不同同(bùùtóónɡɡ)MKK4與與MKK7介介導(dǎo)導(dǎo)來來自自同同一一細(xì)細(xì)胞胞外外刺刺激激的的信信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)，，但但它它們們被被不不同同MAP3Ks所所激激活活。。同MEK1/2，，用用酸酸性性氨氨基基酸酸置置換換磷磷酸酸化化位位點(diǎn)點(diǎn)的的氨氨基基酸酸，，可可增增加加其其激激酶酶活活性性。。第七七十十九九頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。MEKK(MAP3Ks)包括括(bāāokuòò)：MEKK1~4、、ASK1/MAPKKK5MAPKKK6、、TAK1Tpl-2、、MLK2/MSKMLK3/SPRK/PTK1MUK/DLK/ZPKLZK第八八十十頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。?！鳰EKKs(MAPK/ERKkinasekinases)?因與與酵酵母母的的STE11同同源源而而被被克克隆隆?首首先先鑒鑒定定出出的的激激活活JNK的的MAP3K是是MEKK1?目目前前已已克克隆隆的的4種種稱稱為為MEKK1~4?在在蛋蛋白白C-末末端端(mòòduāān)具有有同同源源的的激激酶酶域域，，而而它它們們的的N-末末端端(mòòduāān)幾乎乎無無同同源源性性第八八十十一一頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。?MEKK1和和4與與G蛋蛋白白(dàànbáái)Cdc42和和Rac相相互互作作用用?MEKK1還還可可結(jié)結(jié)合合Ras?MEKKs也也調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)其其他他細(xì)細(xì)胞胞信信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)導(dǎo)途途徑徑MEKK1~3激激活活ERK通通路路MEKK3~4激激活活p38通通路路第八八十十二二頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。▲TAK1(TGF-β-activatedkinase)?因其其在在芽芽殖殖酵酵母母中中具具有有回回補(bǔ)補(bǔ)STE11突突變變體體缺缺失失的的功功能能而而被被克克隆隆?N-端端具具有有激激酶酶域域?C-末末端端與與TAB1/2相相互互作作用用?被被TGF-β、IL-1、、神經(jīng)經(jīng)酰酰胺胺、UV激活活?可可直直接接(zhííjiēē)激活活I(lǐng)KK和和NF-κB轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄錄活活性性第八八十十三三頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。▲ASK1/MAPKKK5ASK2/MAPKKK6(Apoptosissignal-regulatingkinase1)?應(yīng)用用PCR技技術(shù)術(shù)而而被被鑒鑒定定出出?激激酶酶域域位位于于蛋蛋白白分分子子的的中中間間?ASK1→MKK4→→JNKASK1→MKK3→→p38?被被TGF-α、FasL激活活(jīīhuóó)?誘誘導(dǎo)導(dǎo)凋凋亡亡第八八十十四四頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。ASK2/MAPKKK6ASK1的的相相關(guān)關(guān)激激酶酶(鼠鼠的的同同源源物物是是ASK2)?應(yīng)應(yīng)用用酵酵母母雙雙雜雜交交技技術(shù)術(shù)而而被被鑒鑒定定出出?整整個(gè)個(gè)分分子子與與ASK1的的同同源源性性為為45%但激激酶酶域域的的同同源源性性高高達(dá)達(dá)(ɡɡāāodáá)82%?與與MEKK1~4的的同同源源性性約約為為40%?僅僅能能較較弱弱地地激激活活JNK，，但但并并不不能能激活活p38第八八十十五五頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。?！鳷pl-2/cot(Tumorprogressionlocus2)?最初初作作為為原原癌癌基基因因而而被被克克隆隆?與與人人的的cot基因因(jīīyīīn)約有有90%的的相相同同性性與其其他他的的MAP3K約約有有30%的的相相同同性性?Tpl-2→MEK1→→ERKTpl-2→MKK4→→JNK?參參與與NF-κB的的激激活活第八八十十六六頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。?！鳰LKs(Mixedlineagekinase)該家族族激酶酶的特特點(diǎn)：：?催化(cuīhuà)域具有有Tyr和和Ser/Thr兩兩種蛋蛋白激激酶的的結(jié)構(gòu)構(gòu)特點(diǎn)點(diǎn)?N-端端含有有SH3模模體?C-端端有Pro富集集區(qū)?C-端端附近近有亮亮氨酸酸拉鏈鏈第八十十七頁頁，共共一百百二十十三頁頁。第八十十八頁頁，共共一百百二十十三頁頁。?MLK2/MST(mammalianSTE20-like)MLK2→MEK4→→JNKMLK2→MKK7→→JNK對(duì)p38和和ERK的的作用用較弱弱含有(háányǒǒu)Cdc42和Rac的結(jié)結(jié)合位位點(diǎn)?MLK3/SPRK/PTKMLK3→MKK4→→JNKMLK3→MKK3/6→→p38對(duì)ERK無無作用用第八十十九頁頁，共共一百百二十十三頁頁。?MUK/DLK/ZPK/LZK(MAPK-upstreamkinase)(dualluecinezipper-bearingkinase)(luecinezipper-proteinkinase)(luecinezipper-bearingkinase)MUK→MEK7→JNKLZK激活(jīhuóó)JNK第九十頁頁，共一一百二十十三頁。。MAP4Ks—STE20相關(guān)關(guān)(xiāāngguān)激酶?N-端具具有STE20樣的催催化域?中間間至少有有2個(gè)Pro富富集域?C-端有CNH域域?是JNK強(qiáng)強(qiáng)的特異異性激活活劑▲GCK(germinalcenterkinase)KHS(kinasehomologoustoSTE20)GCKR(GCK-relatedkinase)GLK(GCKlikekinase)第九十一頁，，共一百二十十三頁?！鳷AO1(Thousandandoneaminoacidproteinkinase)?應(yīng)用PCR方法從大大白鼠腦的cDNA文庫庫中鑒定(jiàndìng)出。?主要在腦腦和睪丸中表表達(dá)?激酶域與與其他STE20相關(guān)激激酶的同源性性約45%?主要激活活MKK3第九十二頁，，共一百二十十三頁?！鳫PK1(hematopoieticprogenitorkinase)?主要在造造血細(xì)胞中表表達(dá)?含有4個(gè)個(gè)Pro富集集域?與連接物物蛋白相互作作用?受酪氨酸酸蛋白激酶調(diào)調(diào)節(jié)?主要激活活JNK，不不是(bùshi)ERK和p38?在TGF-β誘導(dǎo)的JNK激活中是TAK的上游游第九十三頁，，共一百二十十三頁。支架蛋白：在哺乳動(dòng)物(bǔrǔdòngwùù)細(xì)胞中了解有有限▲JIP1(JNK-interactingprotein1)?應(yīng)用酵母母雙雜交篩選選出?主要結(jié)合合JNK，不不是ERK和和p38?抑制JNK的核轉(zhuǎn)位位?結(jié)合MKK7?與MLK家族、HPK1相互作作用第九十四頁，，共一百二十十三頁。（三）p38信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通通路?p38最最初作為LPS刺激產(chǎn)生生的酪氨酸磷磷酸蛋白而被被鑒定出?p38與與酵母HOG1具有明顯顯的同源性?p38是是細(xì)胞抑制性性抗炎藥的靶靶分子(fēnzǐǐ)?雙磷酸化化三肽模體—Thr-Gly-Tyr?不同亞型型的表達(dá)、激激活和特異性性不同?亞型之間間有重疊的、、不同的生理理作用第九十五頁，，共一百二十十三頁。p38的表達(dá)達(dá)：p38α：白細(xì)胞、肝肝、脾、骨髓髓中等高表達(dá)達(dá)p38β：腦和心中高高表達(dá)p38γ：主要在骨骼骼肌中表達(dá)p38δ：肺、腎、腸腸及內(nèi)分泌器器官(qìguāān)中高表達(dá)注：p38α和p38β具有不同的剪剪接體例：Mxi—缺少80氨基酸殘基的的p38α第九十六頁，，共一百二十十三頁。p38的結(jié)結(jié)構(gòu)：?N-末末端(mòduān)、C-末端端(mòduān)延伸短，與與已知其他他激酶無同同源性(p38家家族成員和和JNK亞亞型除外)?相似于于ERK2，但活化化環(huán)構(gòu)象差差異明顯?ATP結(jié)合位點(diǎn)點(diǎn)相對(duì)開放放?磷酸化化唇序列比比ERK2短6個(gè)氨氨基酸殘基基第九十七頁頁，共一百百二十三頁頁。第九十八頁頁，共一百百二十三頁頁。第九十九頁頁，共一百百二十三頁頁。第一百頁，，共一百二二十三頁。。第一百零一一頁，共一一百二十三三頁。1.p38信號(hào)號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路路的MKK和MKKKMEKs:?MEK3和和MEK6是細(xì)胞(xìbāāo)中p38激激活的主要要激酶。?不同的MEK選擇性地激激活不同的的亞型MEK6—共同的激活活劑MEK3—激活p38α,γ,δ第一百零二二頁，共一一百二十三三頁。MEKKs:?MEKK1~3參與(cānyù)p38激活活MEKK1→MEK4→p38(3T3細(xì)細(xì)胞)MEKK3→MEK3→p38(轉(zhuǎn)化細(xì)胞胞)?MLK家族的4個(gè)成員參與與p38激激活?其他激酶Tp12ASKTAK第一百零三三頁，共一一百二十三三頁。MLK家族族成員(chéngyuáán)含有3個(gè)結(jié)結(jié)構(gòu)域：—SH3域—亮氨酸拉鏈鏈—小分子G蛋白結(jié)合域域參與p38激活的4個(gè)成員是是：?MUK/ZPK/DLK?MTK1/MEKK4?MLK2/MST?MLK3/PTK/SPRK第一百零四四頁，共一一百二十三三頁。第一百零五五頁，共一一百二十三三頁。上游調(diào)節(jié)因因子：Rac、Cdc42、Rho家族(jiāzú)的小分子GTPase是p38途徑的的較強(qiáng)的調(diào)調(diào)節(jié)因子。。Rac/Cdc42→PAK→→p38第一百零六六頁，共一一百二十三三頁。來自細(xì)胞表表面的活化化(huóhuà)：異三聚體G蛋白可激激活p38途徑，但但激活機(jī)制制因細(xì)胞不不同而異。。M1-乙酰膽堿堿受體-Gq/11M2-乙酰膽堿堿受體-Giβ-腎上腺素素受體-Gs(HEK293細(xì)胞)α1A-腎上上腺素受體體-Gs(PC12細(xì)胞)β-腎上腺腺素受體-Gi(ARVM細(xì)胞)第一百零七七頁，共一一百二十三三頁。激活p38途徑(tújììng)的物理、化化學(xué)應(yīng)激：：?氧化應(yīng)激(巨噬細(xì)細(xì)胞)?低滲壓(HEK293細(xì)胞胞)?紫外線輻射射(PC12細(xì)胞胞)?低氧(牛牛肺動(dòng)脈成成纖維細(xì)胞胞)?循環(huán)擴(kuò)張(腎小球球膜細(xì)胞)第一百零八八頁，共一一百二十三三頁。亞細(xì)胞定位位：細(xì)胞核、胞胞質(zhì)(免免疫熒光顯顯微鏡)應(yīng)激反應(yīng)，，如心肌缺缺血、低氧氧時(shí)，胞質(zhì)→核核p38的抑抑制劑：吡啶(bǐdììng)咪唑—結(jié)合于ATP結(jié)合位點(diǎn)延延伸袋p38α,β——敏感p38γ,δ——不敏感第一百零九九頁，共一一百二十三三頁。2.p38蛋白激激酶的作用用底物和滅滅活作用底物:?細(xì)胞骨架細(xì)胞應(yīng)激—微管相關(guān)(xiāngguāān)蛋白(tau)stathmin(癌蛋蛋白18））?細(xì)胞質(zhì)蛋白白刺激血小板板—cPLA2血管管緊緊張張素素ⅡⅡ—Na+/H+交換換體體第一一百百一一十十頁頁，，共共一一百百二二十十三三頁頁。。?轉(zhuǎn)錄(zhuǎnlù)因子ATF1/2(activationtranscriptionfactor1/2)CHOP10(C/EBP-homologusprotein10)MEF2C(myocyteenhancerfactor2C)Max(mycassociatedfactorX)MAPKAPK2/3MNK1/2(MAPK-interactingkinase1/2)PRAK(p38-regulated/activatedkinase)第一百一一十一頁頁，共一一百二十十三頁。。p38蛋蛋白激酶酶滅活：：蛋白激酶酶磷酸酶酶M3/M63.p38信信號(hào)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路路的功能能主要參與與應(yīng)激反反應(yīng)，此此外?血細(xì)胞細(xì)細(xì)胞因子子的生成成(單核細(xì)細(xì)胞：IL-1，TNF-α)?細(xì)細(xì)胞凋凋亡?免免疫反反應(yīng)(fǎǎnyìng)調(diào)控第一百百一十十二頁頁，共共一百百二十十三頁頁。p38亞型型的作作用：：p38α：特異異地參參與LPS介導(dǎo)導(dǎo)的細(xì)細(xì)胞反反應(yīng)如黏附附、NF-κB活化化(huóhuàà)、TNF-α合成誘導(dǎo)凋凋亡p38β：促進(jìn)進(jìn)細(xì)胞胞存活活總之，，p38在細(xì)細(xì)胞增增殖、、分化化和生生存過過程中中起作作用。。第