[albert52]

Продолжим.

Регуляция активности ERK1/2 в ядре и цитоплазме сложна, так как сплайс-изоформа p38MAPK-альфа, взаимодействующfy с белком Max (Mxi-2), может связывать ERK1/2 и обеспечивать его транслокацию в ядро, а также предотвращать дефосфорилированиe ERK1/2 в ядре фосфатазами MAPK-1 (MKP1) и DUSP5 (вероятно, в конечном итоге будет доказано, что большинство фосфатаз являются генами-супрессорами опухолей). Это позволяет активированной ERK1 /2 фосфорилировать транскрипционный фактор c-Myc и другие важные субстраты. Примечательно, что около половины идентифицированных в настоящее время субстратов ERK1/2 являются ядерными белками и участвуют в регуляции многих стимулированных ядерных процессов.

В ядре ERK может фосфорилировать факторы транскрипции, такие как: Elk-1, рецептор эстрогена (ER), Fos, глобиновый фактор транскрипции 1 (Gata-1), c-Myc, сигнальный трансдукционная активация транскрипции 1 и 3 (STAT1 и 3) и др . Эти факторы транскрипции связывают промоторы многих генов, включая гены факторов роста и цитокинов, которые важны для стимуляции роста и предотвращения апоптоза многих типов клеток.
ERK также может фосфорилировать и модулировать активность факторов транскрипции Twist, Snail, Slug и Zeb1 прямо или косвенно, которые могут регулировать клеточную пролиферацию, выживание, а некоторые могут модулировать эпителиально-мезенхимальный переход (EMT). Фосфорилирование факторов транскрипции с помощью ERK1/2 или, в некоторых случаях, родственной MAPK, p38MAPK, предотвращает их убиквитинирование и приводит к их стабилизации и повышению активности в ядре и способности стимулировать EMT.

В ядре ERK также может фосфорилировать митоген и стресс-активируемые протеинкиназы (MSK), которые, в свою очередь, могут фосфорилировать TF, такие как активатор транскрипционного фактора-1 (ATF-1), который важен для регуляции активности многих ранних генов после стимуляции митогенами/факторами роста (активируются AP-1).
MSK также фосфорилируют многие белки, участвующие в модуляции структуры хроматина, включая: гистон H3 и (белок-14 группы высокой подвижности) HMG14, что может привести к транскрипции немедленных ранних генов (IEG). Быстрая транскрипция IEG после стимуляции требует активации их факторов транскрипции в течение нескольких минут после стимуляции, и это происходит в основном с помощью быстро перемещаемой ERK1/2.
Одним из наиболее хорошо изученных факторов транскрипции, активируемых ERK1/2, является ядерный домен ETS, содержащий Elk1. Одним из самых ранних транскрипционных событий, регулируемых Elk1, при стимуляции является индукция IEG c-Fos, которая важна для правильного развития пролиферации и дифференцировки. Подобное фосфорилирование с помощью ERK1/2, по-видимому, важно для стабильности и активности других IEG, таких как c-Myc и Fra1.
ERK1/2 может также фосфорилировать многие белки, важные для структуры/реорганизации цитоскелета.

Функция, которую Akt играет в регуляции активности ERK, критически зависит от баланса между Ras и LATS1. Увеличение Akt истощает активный MST2, тем самым осла***я обратную связь LATS. Одновременно накопленный неактивный MST2 секвестрирует Raf-1 посредством их связывания, что приводит к снижению активности Raf-1 и, следовательно, активности ERK (см. выше). В целом Akt играет критическую роль в координации противоположной активности сигнальных осей Hippo и ERK, т.о. хотя Akt всегда ингибирует активность MST2, его дозоспецифическая функция по отношению к ERK предполагает, что Akt обладает способностью независимо настраивать одну сигнальную ветвь, не влияя на другую.

Что же касается Ras, то поскольку Ras находится непосредственно перед Raf-1, естественно ожидать, что увеличение содержания Ras приводит к увеличению активности ERK.
Переключение в отношении MST2 («выключено») и активности ERK («включено») происходило при разных пороговых значениях Ras, что предполагает, что в зависимости от концентрации Ras система может включать только MST2 (низкий Ras), только ERK ( высокий Ras), или оба (промежуточный Ras). Таким образом, Ras оказывает многофункциональное действие в зависимости от его содержания.
Вообще после активации некоторые пути MAPK достигают критического уровня силы сигнала и ведут себя подобно переключателям. Следовательно, отдельные клетки в популяции будут либо «включены», либо «выключены» по отношению к конкретному результату. Другие пути реагируют ступенчато, когда все клетки в популяции демонстрируют равномерное увеличение «выходного сигнала», пропорциональное активирующему стимулу.

Сам путь Raf/MEK/ERK проявляет свойства усилителя отрицательной обратной связи (NFA). По сути, передача сигналов NFA аналогична по биологическому устройству тем, которые используются в электронных схемах. NFA в электронных схемах оптимизируют надежность, стабилизацию сигнала и линеаризацию нелинейного усиления сигнала. Эти свойства Raf/MEK/ERK NFA важны для определения кинетики активации, реакции на лекарства и различных других последующих эффектов активированной ERK.

МАРК-модули состоят из трех отдельных киназ, а именно, MAP-киназной киназы (MAP3K), MAP-киназной киназы (MAP2K) и нижестоящей MAPK. Из наблюдения, что непропорционально большое количество MKKKs присутствует в клетках млекопитающих для регуляции ограниченного количества MAPKs , было сделано заключение, что белки каркаса облегчают специфичную для контекста сборку различных MAP3K, MAP2Ks и MAPKs. На сегодняшний день идентифицировано девять различных модулей MAPK. Это ERK1 / 2, ERK3, ERK4, ERK5, ERK6 / p38MAPK γ , ERK7, ERK8, JNK1 / 2/3 и p38MAPK α / β / δ; многие из каркасных белков, идентифицированных на сегодняшний день, участвуют в регуляции этих модулей.

Подсемейства JNKs и p38s участвуют в реакции на клеточные события, такие как воспаление, инфекция и стресс окружающей среды. Считается, что белок-белковые взаимодействия имеют решающее значение для нормальной функции сигнального пути JNK. Так, были идентифицированы каркасные белки для группы JNK МАРК. К ним относится группа предполагаемых каркасов JNK-взаимодействующих белков (JIP). Белки JIP1 и JIP2 являются близкородственными белками, которые связываются с JNK, MKK7 и протеинкиназами смешанного происхождения. Они наиболее сильно экспрессируются в инсулин-секретирующих β-клетках поджелудочной железы и в нейронах и, как предполагается, регулируют экспрессию гена инсулина и гена переносчика глюкозы GLUT2.
Исследования гена Jip1 человека привели к выявлению миссенс-мутаций, которые сегрегируют с диабетом II типа; можно предположить, что JIP1 регулирует апоптоз β-клеток поджелудочной железы.

Отметим, что связанный модуль JNK не будет функционировать для усиления сигналов. Вместо этого сборка модуля JNK каркасным белком может привести к эффективной активации JNK в ограниченной области клетки с помощью определенного стимула. Возможна также динамическая регуляция субклеточной локализации каркаса. Еще недавние исследования установили, что актин-связывающий белок филамин может функционировать в качестве предполагаемого каркаса для сборки модуля цитокинового рецептора, который активирует JNK; филамин взаимодействует с MKK4 и TRAF2.

Cуществует множество каркасных/шаперониновых белков, которые взаимодействуют с различными компонентами каскада Raf/MEK/ERK, например , 14-3-3, MP-1, белок теплового шока-90 (HSP-90), KSR, RKIP (ингибирующий белок киназы Raf). Белки теплового шока, такие как HSP-90, считаются сторожами, поскольку они обычно служат для защиты активности белков-клиентов. Мутации в KRAS придают чувствительность к ингибиторам HSP-90, таким как гелданамицин, что подтверждает важность HSP-90 в регуляции этого пути.

RKIP также считается геном-супрессором метастазирования при некоторых видах рака и обладает эффектами привратника и сторожа. Было показано, что активация Raf-1 с помощью Ras зависит от белка-прогибитина, повсеместно экспрессируемого белка, который также может служить белком-шаперонином. Прогибитин , также известный как PHB , представляет собой белок , кодируемый у людей геном PHB.