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阿尔茨海默病:从基础到临床_金戈(第四节 MAPK信号转导通路) 第(1/2)页

目前研究认为,丝裂原活化蛋白激酶(mitogenactivatedproteinkinase, MAPK)是一种丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶,广泛表达于中枢神经系统,在细胞外各种因子的刺激下,通过调控细胞增殖、分化、生长及凋亡等重要过程,而参与多种神经退行性疾病的病理过程。

研究发现,在哺乳动物体内主要有3条MAPKs级联反应的信号转导通路分别是细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)、c-JunN末端激酶/应激活化蛋白激酶(JNK/SAPK)、p38丝裂原活化蛋白激酶(P38MAPK)信号转导通路。MAPK信号转导通路以三级激酶级联的方式传递信号,在不同细胞外信号刺激下,三级激酶依次激活,即丝裂原活化蛋白激酶的激酶(MAPKKK)活化后,磷酸化活化丝裂原活化蛋白激酶(MAPKK),后者再进一步磷酸化活化MAPK。通过激活不同的MAPK信号转导通路,活化的MAPK转入细胞核内,磷酸化各种不同的底物蛋白,包括转录因子,如ELK-1、C-Jun、ATF2和p53,从而调节基因转录,介导各类生物学效应,参与疾病形成。

一、MAPK组成与调控

MAPK是一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,能够通过响应各种细胞外刺激来处理和调节细胞特性,其能磷酸化蛋白质中丝氨酸或苏氨酸,并发挥调节细胞存活、分化、增殖和凋亡等重要作用。如今在哺乳动物细胞中,已发现了几种不同的MAPK,包括p38MAPK、JNK、细胞外信号调节激酶(ERK1/2)和ERK5/BMK-1。其中p38α(通常简称为“p38”)是第一个被鉴定的p38MAPK亚型,并且首先被认为是应激诱导的激酶,可被脂多糖(LPS)和炎性细胞因子激活。MAPK信号通路转导由3个层次顺序的激酶依次激活,首先4种不同的MAPK途径通过小G蛋白RAS激活,活化的RAS通常会刺激RAF,进而激活MEK1/2,最后激活ERK1/2,但也可能使MEKK2/3磷酸化,从而诱导另一种由MEKK2/3到MEK5再到ERK5组成的MAPK级联的激活。与其他MAPK途径类似,JNK1/2/3途径通过顺序为Rho到MEKK1到MKK4/7进行的蛋白激酶磷酸化激活。最后一个MAPK途径则由RAC激活TAK1再激活MKK3/6,最终激活效应物蛋白p38MAPK。在中枢神经系统中p38MAPK的激活与Tau蛋白过度磷酸化、ROS产生和积累、促炎因子释放、树突棘数量减少、记忆障碍、神经细胞凋亡等相关;JNK的激活与Aβ的生成和沉积、Tau蛋白过度磷酸化、神经炎症等相关;ERK的激活与神经细胞的存活有关。选择性p38MAPK抑制剂SB203580(合成化合物)和选择性JNK抑制剂SP600125(合成化合物)可以降低给予Aβ25~35PC12细胞中神经炎症标志物COX-2和iNOS的表达,改善Aβ25~35诱导的神经毒性。选择性ERK抑制剂PD98059(合成化合物)能抑制清心开窍方(QKF)的抗神经元凋亡作用,提高Bax和Caspase-3的表达。

1.ERK信号转导通路:迄今为止已发现8个ERK成员,即ERK1-ERK8家族。其中ERK1/2是MAPKs家族中最先被发现的成员,也是目前为止研究较为清楚的一条信号通路,因此被认为是经典MAPK信号转导途径,而ERK3、ERK4、ERK5、ERK7/8 (MAPK15)则被认为是非经典MAPK信号转导途径。


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