p38MAPK信号通路研究进展

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#!4M@9IFH 发现
!! 4M@9IFH!曾 被 称 为 J5EF$/]:R>$7H 和 5IFH#" 是哺乳动物 9IFH 信号通路中的另一条经典途径$由 E’+,.< +’%]2%等 >NNM 年 在 不 同 实 验 中 发 现 & ’>W#( 研 究 表 明$细 菌 脂多糖!=F5"%紫 杉 醇 !.2S3*"和 蛋 白 激 酶 J!FHJ"的 特 异 激 活剂 F9I 可以快速诱导某些细胞内的 4M@9IFH 发生酪氨 酸磷酸化&>NN!年 ]2%等’M(首先 在 小 鼠 肝 脏 细 胞 中 克 隆 了 4M@9IFH 基因$它 是 编 码 由 M?" 个 氨 基 酸 组 成 的 M@T; 的 蛋白&B3’.Q+’%&*3.结 果 发 现$4M@9IFH/7BI 在 肝 脏 细 胞%巨噬细胞株%A 和前 E 淋巴细胞均有表达&对 4M@9IFH 基因与 分 子 有 GMg 同 激 活 基 因 和 蛋 白 质 序 列 分 析 发 现$ 4M@9IFJ 基与啤酒酵母 ]:R> 基 因 编 码 的 9IFH 分 子 有 GMg的同源性$哺乳动物 4M@9IFH 与啤酒酵母 ]:R>系统 功能十分相近 $且两者激活物序列也相似’!(&
化$
F!4M@9IFH 的底物及功能
!!静止细胞的胞核和胞质中均有 4M@ 出 现(但 细 来自百度文库 分 化 后 的 4M@蛋白分布情况至今仍不太 清 楚$ 有 些 资 料 显 示)伴 着 细胞激活(4M@从胞质转移至胞核 $ ">"# 然 而 另 外 一 些 资 料 显 示 分 化 细 胞 的 细 胞 膜 中 仍 会 有 活 性 4M@的 出 现 $ ">>#
不同异构体对底物的作用选择性和它们之间细胞特异
性可能影响着细胞信号传导的特异性&而且在同一细胞内 也可能存在着不同的 4M@异构体$这些不同异 构 体 在 细 胞 内 定位的差异可 能 是 4M@9IFH 在 不 同 细 胞 内 介 导 不 同 生 物 学效应的 机 制 之 一& 人 的 4M@!%%%.%5 的 /7BI 在 不 同 组 织有着不同的 表 达 图 谱& 将 来 的 工 作 是 的 确 4M@ 信 号 途 径
E!4M@9IFH 的激活与灭活
!! 4M@9IFH 级联反应包括!种激酶+FIH!4#><20.(P2.+) T(%2,+$ 9IFHHHH "% 9=H !9IFHHH% 9HHH 或 9LHH"%9HHM#?#!!9IFHH%9HH 或 9LH"%4M@9IFH !9IFH"$它们构成了一个连 续 的 蛋 白 激 酶 反 应 链&细 胞 外 信号与受体特异性结 合 后$通 过 磷 酸 化 FIH 和 9=H!主 要 为 9=HM"$促进 9HHM#9HH?基 因 表 达$并 使 其 表 达 蛋 白 磷酸化$进而诱导 4M@9IFH 基因 转 录$提 高 其 生 物 功 能$活 化的 4M@9IFH 通 过 上 调 IAC#$J]:F>"$9LC#J 等 转 录 因子基因的表达 和 生 物 活 性$影 响 细 胞 的 增 殖%分 化 和 细 胞 因子的合成’O(&9HHM和 9HH?分 别 对 不 同 的 4M@ 同 分 异 构体发挥作用$这两种 9HH 均 可 被 AIH>%I5H> 和 5F7H 激活$I5H>在 ABC 和 C2,诱 导 的 细 胞 凋 亡 中 起 关 键 作 用& AIH 可 通 过 激 活 9HH! 来 活 化 4M@9IFH& 9HH!!或 9LH!%5+T>"是已知的UBH 激酶$也可以在离体化学 测 定 或 培养细 胞 共 转 染 后 激 活 4M@9IFH$提 示 9HH! 是 4M@ 和 UBH 通路的 一 个 共 同 位 点&5F7H 与 9HH? 密 切 相 关$并 使活化 9HHM所需的氨基酸残基磷酸 化&9HHM 和 9HH? 能被足量的 9HHH,激 活$而 9HHH,能 被 多 种 物 理%化 学 因素$应激刺激!eK 照射%热 休 克%高 渗 性 损 伤%蛋 白 合 成 的 抑制剂%缺血<再灌注%脂多 糖"$某 些 细 胞 因 子!ABC<!%6=<>" 以及细菌病原体及其 产 物 等 因 素 激 活’@(&9HHM%9HH? 对 4M@有高度特异 性$不 能 激 活 L7H>## 或 UBH$9HH? 能 激 活所有 的 4M@ 异 构 体$而 9HHM 则 优 先 激 活 4M@! 和 4M@% !附 图 "&
中 不 同 成 分万在方各数种据疾 病 中 的 作 用 &
)!4M@9IFH 结构
!! 9IFH 的激活是通过一个接近激活 位 称 为)A 环 结 构* !A<*334或 =334<>#,.’$0.$’+"的 表 面 环 状 结 构 上 的 三 肽 基 )Af‘*中 邻 近 的 酪 氨 酸 !A"和 苏 氨 酸 !‘"的 磷 酸 化 来 完 成 $A 环是决定包括各种 9IFH 在内的多 种 蛋 白 激 酶 活 性 的 关 键 结构&其中$为隔开 两 磷 酸 化 位 点 的 氨 基 酸$不 同 9IFH 亚 族间 f 不同$其 A 环 的 长 度 也 不 同&4M@ 亚 族 的 所 有 成 员 都 具有)AR‘*双位点磷酸化模块!L7H 为)AL‘*$UBH 为)AF‘* 模块"$且和其它两类激酶!72,#L7H$UBH#5IFH"相比在 =># 部位少了?个氨 基 酸$提 示 4M@ 分 子 的 磷 酸 化 有 别 于 上 述 两 条通路&另外$4M@!的激活%灭活过程已能被 f 线晶体照相术 记录$这些都有助于人们认识 4M@的特异性底物’?(&
亡(在 急 性 炎 症 性 疾 病 如 5675%I=6%9:;5 中 起 重 要 作 用"G#$5+%等 发 ">## 现6=<>和 ABC<!可 以 激 活 胸 腺 细 胞 中 的 4M@9IFH(并 诱 导 胸 腺 细 胞 中 IF<>(BC<IA 和 BC<&E 转 录(但不能激活 UBH!5IFH(说 明 4M@9IFH 参 与 胸 腺 细 胞 的发育和分化$在 对 凋 亡 的 调 节 中(4M@9IFH 也 发 挥 了 重 要的作用 $f(2等 发 ">M# 现 4M@9IFH 通 路 的 激 活 可 导 致 神 经细胞凋亡(而 L7H 通 路 的 激 活 则 抑 制 其 凋 亡$ 已 经 证 实 4M@可以调控多种细胞因 子%转 录 因 子 和 细 胞 表 面 受 体 的 表 达(如 ABC!%6=>%6=?%6=@ 等 的 基 因 表 达$ 已 有 资 料 表 明">!#)4M@ 能 使 0F=I# 微 管 关 联 蛋 白 A2$ 和 多 种 转 录 因 子 磷酸化(如 IAC>!#%9LC#I%524<>%L*T<>%BC<&E%L.,<> 和 4GM等(这对于我们了解 4M@影响功能的精确机制很有帮助$ 4M@9IFH 的作 用 底 物 还 包 括 转 录 因 子 J]:F>"(9LC#J( 524=>$J]:F>"是 J!LEF 转 录 因 子 家 族 成 员(可 以 与 J! LEF的其它转录因子形成异源二聚体(结合在 特 定 基 因 序 列 上(该因 子 可 能 参 与 了 应 激 条 件 下 细 胞 因 子 的 表 达 调 控$
基金项目+国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 规 划 资 助 项 目 !R>NNN"G!#"!", 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 !M"#M"MO"$M"!"">O#"
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6%1+0.6%1*2// 7+4K3*?B3#U$%#""G
附图!’)*?:OA 信号转导途径示意图
4M@9IFH 可 以 特 异 性 地 将 IAC#&20.(P2.+).’2%,1+’ 120.3’<#’的 AQ’O>磷 酸 化(通 过 IAC# 磷 酸 化 程 度(人 们 可 以测定 4M@ 蛋 白 激 酶 的 活 性$ 激 活 后 的 IAC# 与 核 因 子 &BC’&E 以异二聚体的形式结合于 IF> 位 点(能 正 向 调 节 一 些细胞因 子 的 基 因 表 达$4M@9IFH 信 号 通 路 也 可 与 其 它 9IFH,信号通路相互作 用(在 体 内 构 成 一 个 复 杂 的 信 号 网 络(共同决定细胞的生物学效 应(如 单 纯 的 UBH 激 活 可 使 心 肌细 胞 肥 大(而 UBH 和 4M@9IFH 两 条 通 路 同 时 激 活 则 会 引 起 细 胞 凋 亡 $ ">?#
!!有学者认为 9HHM!?选择 性 识 别 激 活 4M@ 的 不 同 异 构 体的功能决定了 4M@的特异性激活"N#$已知调节 4M@9IFH 活性 的 9HHH 类 包 括 9LHH><!%9=H#!M%;=H%I5H>% A4>#&也叫 J3.’和 A2T>(而更上游的 4M@9IFH 激活物则可 能主 要 包 括 7Q3RAF 结 合 蛋 白 家 族 成 员 7Q3I%720 和 0)0!#$4M@9IFH 的灭活同其他 9IFH,一 样(也 是 被 双 特 异性蛋白磷酸酶将已磷酸化的苏氨酸与酪氨酸残基去磷酸
感 染 %炎 症 %修 复 !#""G 年 ? 月 第 ? 卷 ! 第 # 期
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’)*?:OA 信号通路研究进展
>"""MO! 北 京 ! 解 放 军 总 医 院 M"! 临 床 部 全 军 创 伤 修 复 重 点 实 验 室 ! 张 ! 奇 ! 白 晓 东 ! 付 小 兵
!!丝裂 素 活 化 蛋 白 激 酶 !9IFH"属 于 丝 蛋 白#苏 氨 酸 激 酶$是一类接受受体传递的信号并将 其 带 入 细 胞 核 内 的 重 要 分子$具有参与基因表达调控%细 胞 增 殖 和 死 亡 的 重 要 机 制$ 在多种受体信号传递途 径 中 均 具 有 关 键 性 作 用&4M@9IFH 信号通路为 9IFH 家 族 的 重 要 成 员$不 仅 在 炎 症%应 激 反 应 中具有重要作用$还参与细胞的存 活%分 化 和 凋 亡 等 过 程$被 认为是细胞众多信号转导通路的中转站&本文就 4M@9IFH 生物学特性及其激活机制的最新研究进展做一综述&
众多证据表明(4M@的 活 性 对 正 常 的 免 疫 和 炎 症 反 应 至 关重要 $4M@参与巨噬细胞%噬中性粒细胞的功能性反应(包 括趋 化 现 象%颗 粒 胞 外 分 泌%粘 附%凋 亡(并 通 过 调 节 微 量 干 扰素的生成调控 A细胞的分化和凋亡$如氧应激可通过引 起细胞脂质过氧化或调节细胞凋亡相关基因而诱导细胞凋
D!4M@9IFH 分型
!! 目 前 资 料 表 明 4M@9IFH 存 在 ? 种 异 构 形 式& 即 4M@!>#!#%4M@%>#%#%4M@. !L7H?] 或 5IFHM"和 4M@5 !5IFH!"&不同 4M@9IFH 异构体!或亚型"在 组 织 分 布%上 游激酶调节%下游作用底物以及对细 胞 外 刺 激 的 反 应 都 各 有 不同&其中 4M@!和%在 各 种 组 织 中 广 泛 存 在$4M@. 主 要 存 在于骨骼肌中$4M@5则多见于睾丸%胰腺%前列腺%小肠%唾 液 腺%肺组织%垂体和肾 上 腺 等 处’G(&4M@!和 %异 构 体 对 吡 啶 咪唑 抑 制 剂 敏 感$而 . 和 5 异 构 体 则 对 此 药 物 具 有 拮 抗 作 用&6=<>对 4M@!的激 活 明 显 强 于 4M@%$ABC<>!使 4M@!达 到高峰的时间明显短于使 4M@%到达高峰的时间&
4M@还可 以万激方活数9据5H>!#%9BH>!#%9H#!M 等 9H,(这
些被磷酸化激活的激酶能进一步磷酸化低分子热休克蛋白
]5F#O(从 而 通 过 改 变 肌 动 蛋 白 的 构 成 形 式 而 影 响 细 胞 骨 架 结构(参与细胞应 激 反 应$ 激 活 后 的 9H#!M 在 各 种 理 化 刺 激 下 能 够 调 控 肌 动 蛋 白 的 重 排 和 保 持 /7BI 的 稳 定 性$ 9H#还能增加参 与 细 菌%病 毒 的 创 伤 反 应 的 几 种 必 需 细 胞 活 素 的 /7BI 的 稳 定 性 $ ">G#
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