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Quinasas reguladas por señales extracelulares

En biología molecular , las quinasas reguladas por señales extracelulares ( ERK ) o MAP quinasas clásicas son moléculas de señalización intracelular de proteína quinasa ampliame...

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En biología molecular , las quinasas reguladas por señales extracelulares ( ERK ) o MAP quinasas clásicas son moléculas de señalización intracelular de proteína quinasa ampliamente expresadas que participan en funciones como la regulación de la meiosis , la mitosis y las funciones postmitóticas en células diferenciadas. Diversos estímulos, como factores de crecimiento , citocinas , infecciones virales , ligandos para receptores acoplados a proteínas G heterotriméricas , agentes transformadores y carcinógenos , activan la vía de señalización de las ERK.

El término "quinasas reguladas por señales extracelulares" se utiliza a veces como sinónimo de proteína quinasa activada por mitógenos (MAPK), pero más recientemente se ha adoptado para un subconjunto específico de la familia MAPK de mamíferos .

En la vía MAPK/ERK , Ras activa c-Raf , que a su vez fosforila una proteína quinasa activada por mitógenos (abreviada como MKK, MEK o MAP2K), que posteriormente fosforila una o más ERK, como MAPK1/2 (abajo). Ras se activa típicamente por hormonas del crecimiento a través de receptores tirosina quinasas y GRB2 / SOS , pero también puede activarse por otras señales. Las ERK pueden activar muchos factores de transcripción , como ELK1 , [ 1 ] y otras proteínas quinasas posteriores.

La alteración de la vía ERK suele provocar cáncer, especialmente cuando es causada por mutaciones en Ras, c-Raf o receptores como HER2 .

Proteína quinasa activada por mitógeno 1

La proteína quinasa activada por mitógeno 1 (MAPK1) también se conoce como quinasa regulada por señal extracelular 2 (ERK2). Dos proteínas quinasas similares con un 85 % de identidad de secuencia se denominaron originalmente ERK1 y ERK2. [ 2 ] Se descubrieron durante una búsqueda de proteínas quinasas que se fosforilan rápidamente tras la activación de tirosina quinasas de la superficie celular, como el receptor del factor de crecimiento epidérmico . La fosforilación de las ERK conduce a la activación de su actividad quinasa.

Los eventos moleculares que vinculan los receptores de la superficie celular con la activación de las ERK son complejos. Se descubrió que las proteínas de unión a GTP Ras participan en la activación de las ERK. [ 3 ] Se demostró que otra proteína quinasa, Raf-1 , fosforila una "MAP quinasa-quinasa", por lo que se la denomina "MAP quinasa quinasa quinasa". [ 4 ] La MAP quinasa-quinasa que activa la ERK se denominó "MAPK/ERK quinasa" ( MEK ). [ 5 ]

Las tirosina quinasas ligadas a receptores , Ras , Raf , MEK y MAPK podrían encajar en una cascada de señalización que vincula una señal extracelular con la activación de MAPK. [ 6 ] Véase: vía MAPK/ERK .

Los ratones transgénicos con genes knockout que carecen de MAPK1 presentan defectos importantes en el desarrollo temprano. [ 7 ] La deleción condicional de Mapk1 en células B mostró un papel para MAPK1 en la producción de anticuerpos dependiente de células T. [ 8 ] Un mutante dominante de ganancia de función de Mapk1 en ratones transgénicos mostró un papel para MAPK1 en el desarrollo de células T. [ 9 ] La inactivación condicional de Mapk1 en células progenitoras neuronales de la corteza en desarrollo conduce a una reducción del grosor cortical y una proliferación reducida en las células progenitoras neuronales. [ 10 ]

Proteína quinasa activada por mitógeno 3

La proteína quinasa activada por mitógeno 3 (MAPK3) también se conoce como quinasa regulada por señal extracelular 1 (ERK1). Los ratones transgénicos con deleción génica que carecen de MAPK3 son viables y se cree que MAPK1 puede cumplir algunas funciones de MAPK3 en la mayoría de las células. [ 11 ] La principal excepción se encuentra en las células T. Los ratones que carecen de MAPK3 tienen un desarrollo reducido de células T más allá de la etapa CD4+ y CD8+.

Proteína quinasa activada por mitógeno 7

La proteína quinasa activada por mitógeno 7 (MAPK7) también se conoce como quinasa regulada por señal extracelular 5 (ERK5). A veces se la denomina MAPK grande o BMK debido a su gran tamaño en comparación con otras MAPK. [ 12 ]

Importancia clínica

La activación de la vía ERK1/2 por señalización RAS/RAF aberrante, daño en el ADN y estrés oxidativo conduce a la senescencia celular . [ 13 ] Dosis bajas de daño en el ADN resultantes de la terapia contra el cáncer hacen que ERK1/2 induzca la senescencia, mientras que dosis más altas de daño en el ADN no logran activar ERK1/2 y, por lo tanto, inducen la muerte celular por apoptosis . [ 13 ]

Referencias

  1. ↑ Rao VN, Reddy ES (julio de 1994). "Las proteínas elk-1 interactúan con las MAP quinasas". Oncogene . 9 (7): 1855– 60. PMID 8208531 . 
  2. ↑ Boulton TG, Cobb MH (mayo de 1991). " Identificación de múltiples quinasas reguladas por señales extracelulares (ERK) con anticuerpos antipéptido" . Cell Regulation . 2 (5): 357– 71. doi : 10.1091/mbc.2.5.357 . PMC 361802. PMID 1654126 .  
  3. ↑ Leevers SJ, Marshall CJ (febrero de 1992). "Activación de la quinasa regulada por señales extracelulares, ERK2, por la oncoproteína p21ras" . The EMBO Journal . 11 (2): 569–74 . doi : 10.1002/j.1460-2075.1992.tb05088.x . PMC 556488. PMID 1371463 .  
  4. ↑ Kyriakis JM, App H, Zhang XF, Banerjee P, Brautigan DL, Rapp UR, Avruch J (julio de 1992). "Raf-1 activa la MAP quinasa-quinasa". Nature . 358 (6385): 417–21 . Bibcode : 1992Natur.358..417K . doi : 10.1038/ 358417a0 . PMID 1322500. S2CID 4335307 .  
  5. ↑ Crews CM, Erikson RL (septiembre de 1992). "Purificación de una proteína tirosina/treonina quinasa murina que fosforila y activa el producto del gen Erk-1: relación con el producto del gen byr1 de la levadura de fisión" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 89 (17): 8205–9 . Bibcode : 1992PNAS...89.8205C . doi : 10.1073/pnas.89.17.8205 . PMC 49886. PMID 1381507 .  
  6. ↑ Itoh T, Kaibuchi K, Masuda T, Yamamoto T, Matsuura Y, Maeda A, Shimizu K, Takai Y (febrero de 1993). "Un factor proteico para la activación dependiente de ras p21 de la proteína quinasa activada por mitógenos (MAP) a través de la MAP quinasa quinasa" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 90 (3): 975– 9. Bibcode : 1993PNAS...90..975I . doi : 10.1073/pnas.90.3.975 . PMC 45793. PMID 8381539 .  
  7. ↑ Yao Y, Li W, Wu J, Germann UA, Su MS, Kuida K, Boucher DM (octubre de 2003). "La quinasa 2 regulada por señales extracelulares es necesaria para la diferenciación del mesodermo" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 100 ( 22): 12759– 64. Bibcode : 2003PNAS..10012759Y . doi : 10.1073/pnas.2134254100 . PMC 240691. PMID 14566055 .  
  8. ↑ Sanjo, Hideki; Hikida, Masaki; Aiba, Yuichi; Mori, Yoshiko; Hatano, Naoya; Ogata, Masato; Kurosaki, Tomohiro (2007). "La proteína quinasa 2 regulada por señales extracelulares es necesaria para la generación eficiente de células B portadoras de inmunoglobulina G específica de antígeno" . Biología Molecular y Celular . 27 (4): 1236– 1246. doi : 10.1128/MCB.01530-06 . ISSN 0270-7306 . PMC 1800707 . PMID 17145771 .   
  9. ↑ Sharp, LL; Schwarz, DA; Bott, CM; Marshall, CJ; Hedrick, SM (1997). "La influencia de la vía MAPK en el compromiso del linaje de células T" . Immunity . 7 (5): 609– 618. doi : 10.1016/s1074-7613(00)80382-9 . ISSN 1074-7613 . PMID 9390685 .  
  10. ↑ Samuels, Ivy S.; Karlo, J. Colleen; Faruzzi, Alicia N.; Pickering, Kathryn; Herrup, Karl; Sweatt, J. David; Saitta, Sulagna C.; Landreth, Gary E. (2008-07-02). "La eliminación de la proteína quinasa activada por mitógenos ERK2 identifica sus funciones clave en la neurogénesis cortical y la función cognitiva" . The Journal of Neuroscience . 28 (27): 6983– 6995. doi : 10.1523/JNEUROSCI.0679-08.2008 . ISSN 1529-2401 . PMC 4364995. PMID 18596172 .   
  11. ↑ Pagès G, Guérin S, Grall D, Bonino F, Smith A, Anjuere F, Auberger P, Pouysségur J (noviembre de 1999). "Maduración defectuosa de timocitos en ratones knockout de p44 MAP quinasa (Erk 1)". Science . 286 (5443): 1374–7 . doi : 10.1126/science.286.5443.1374 . PMID 10558995 . 
  12. ↑ "MAPK7 proteína quinasa activada por mitógeno 7 [ Homo sapiens (humano) ] - Gen - NCBI" . www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 3 de abril de 2025 .
  13. 1 2 Anerillas C, Abdelmohsen K, Gorospe M (2020). "Regulación de rasgos de senescencia por MAPKs" . GeroScience . 42 (2): 397– 408. doi : 10.1007/s11357-020-00183-3 . PMC 7205942. PMID 32300964 .  
  • Las quinasas reguladas por señales extracelulares
  • Recurso sobre la MAP quinasa archivado el 15/04/2021 en Wayback Machine .
  • Quinasas MAP reguladas por señales extracelulares en los encabezamientos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
  • MAPK1
  • Información sobre MAPK3 con enlaces en el portal Cell Migration Gateway , archivado el 11/12/2014 en Wayback Machine.