丝裂原活化蛋白激酶课件

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1、第九章丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activatedproteinkinase,MAPK)•Ser/Thr蛋白激酶•受细胞外刺激而激活•在所有真核细胞中高度保守•通路组成—三级激酶模式•调节多种重要的细胞生理/病理过程本章主要内容：•MAPK信号通路的成员•MAPK的蛋白结构•MAPK通路模式•MAPK的激活•MAPK信号转导通路间的关系一、MAPK信号通路的成员MAPK是信号从细胞表面→核内的重要转递者。已鉴定的(据1999的统计)：MAPK激酶激酶(MKKK)14种

2、MAPK激酶(MKK)7种MAPK12种MKKK(MAPKinaseKinaseKinase)亚族：MKK(MAPKinaseKinase)亚族：MAPK(MAPKinase)亚族：二、MAPK的蛋白结构（一）MAPK的一级结构苏氨酸磷酸化位点与其他蛋白激酶同源，酪氨酸磷酸化位点是MAPK独特的。磷酸化位点的三肽模体—TXYERK和ERK5—TEYp38—TGYJNK—TPY•三肽模体位于L12•各亚族L12长度不同•活化唇(activationlip)•各亚族都具有12个保守亚区—真核细胞蛋白激酶超家族区

3、分标志之一•家族成员之间具有较高的同源性MAPK其他名称与ERK2的同源性%同一亚族成员序列相似性%ERK1p44MAPK88ERK2p42MAPK100ERK3αp62ratERK343100ERK3βhumanERK34274JNK1SAPKγ4087JNK2SAPKα41100JNK3SAPKβ4088哺乳动物MAPK哺乳动物MAPKMAPK其他名称与ERK2的同源性%同一亚族成员序列相似性%ERK2p42MAPK100p38αp38CSBP50100p38βp38-24775p38γERK6SAPK

4、34462p38δSAPK44264ERK5BMK151ERK741（二）MAPK的二级结构和超二级结构以ERK2为例N端域—主要由β折叠和2个α螺旋组成（1~109和320~358位氨基酸残基）C端域—α螺旋，含磷酸化唇和MAPK插入，催化环（Arg-147~152)（110~319位氨基酸残基）交界处的裂隙—ATP结合位点（三）MAPK的空间结构特征大体结构：非常相似底物结合口袋的结构特征：无活性时被阻断，有活性时暴露出。ATP结合位点的结构特征：大小、形状、疏水性和电荷等不同磷酸基团结合位点：4个保守

5、位点三、MAPK通路模式四、MAPK的激活MAPK激活机制的发现重要的实验观察：•20世纪80年代，观察到当GF刺激时，Tyr被磷酸化的主要蛋白为42kDa•佛波酯醇刺激时，产生同样的蛋白•胰岛素RTK催化Ser/Thr蛋白激酶•胰岛素刺激，产生Thr和Tyr双磷酸化的42kDa蛋白MAPK的激活机制•活性部位位于两个折叠域的界面•是通过Thr和Tyr的双位点同时磷酸化而被激活例：ERK2—Tyr-185,Thr-183pY185—解除L12对底物结合的阻断•MAPK是Pro指导的蛋白激酶对于ERK2来说，

6、其底物的一般保守性序列为Pro-X-Ser/Thr-Pro•活化环中Tyr-185和Thr-183的磷酸化，引起该环重新折叠，与Arg结合位点相互作用•酸性氨基酸替代，不导致组成性活化•MAPK的点突变不影响其活性五、酵母MAPK通路酿酒酵母—已鉴定出5条•单倍体的交配途径•浸润性生长通路•细胞壁重构通路•双组分渗透压感受器通路•Sho1渗透压感受器通路（一）酵母菌中MAPK模式的组成和作用酿酒酵母：4种MKKK4种MKK6种MAPK其中，4种参加明确的5种MAPK通路2种(SMK1,YKL161C)参加未

7、知的MAPK通路3个成员通过与支架蛋白结合而联在一起（二）单倍体酵母与交配有关的通路•酿酒酵母的2种交配型(单倍体)：a细胞型和α细胞型•2种性信息素：a因子和α因子•7次跨膜受体：Ste3和Ste2•异三聚体G蛋白：Gpa1—α亚基Ste4—β亚基Ste18—γ亚基Ste2receptor酿酒酵母的交配通路ste：不育基因Ste5：支架蛋白Ste12：转录因子支架蛋白(Scaffoldprotein)其主要功能是将其他蛋白质结合在一起，促进它们相互作用。•将细胞信号通路中的各种信号分子结合在一起，形成复合

8、物•起生理性隔室化的效应,从而防止该通路与其他通路发生交联•含有许多蛋白结合域（三）浸润通路缺乏氮源—形态改变假菌丝：缺乏氮源时，椭圆型的双倍酵母进行不对称的细胞分裂以产生一个细而长的子细胞，后者又不断产生长的子细胞。由于母细胞与子细胞仍然相连，因此这种单级分裂方式的不断重复将产生由延长的细胞组成的丝状物。KSS1：丝状生长所需要(单倍体，双倍体)注：未被Ste7激活时，是浸润生长的抑制物，被Ste7激活时，刺激