细胞外信号调节激酶信号途径及其与动物肌肉生长发育的关系
2012-09-11李欣蔚朱宇旌邵彩梅
张 勇 李欣蔚 朱宇旌 邵彩梅
(1.沈阳农业大学畜牧兽医学院,沈阳 110866;2.辽宁禾丰牧业股份有限公司,沈阳 110164)
丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAPK)信号转导系统是细胞外信号引起核反应的细胞信息传递的共同途径。MAPK是一族在细胞内广泛分布、含有丝氨酸/苏氨酸残基的蛋白激酶,包括细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinases,ERK)、c-jun 氨基末端激酶(c-jun N-terminal kinases,JNK)和 p38 丝裂原激活蛋 白 激 酶 (p38 mitogen-activated protein kinases,p38)3个主要成员。它们普遍存在于多种生物中,如原核生物和哺乳动物细胞。其中ERK主要被生长因子、多肽类激素以及神经递质激活,控制细胞增殖、分化、生存和凋亡[1-2]。其信号转导是涉及调节细胞生长、发育及分化的信号网络的核心,细胞内多种信号分子最终通过磷酸化ERK发挥生物学效应。
1 ERK的分子生物学特性及其信号途径
1.1 ERK的分子生物学特性
ERK在20世纪90年代初期得到分离鉴定,ERK1、ERK2相对分子质量分别为44×103和42×103,也称为 p44 MAPK、p42 MAPK,有 90%的同源性[3]。ERK具有MAPK家族2个显著特征,即:1)通过区域Ⅷ丝氨酸、苏氨酸双位点磷酸化活化;2)是脯氨酸导向丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。
ERK1和ERK2是目前研究较多的EPK,根据美国蛋白质数据库(protein data bank,PDB)的资料显示,ERK1和ERK2亚型具有显著相似的氨基酸序列,其中编码ERK1的基因为1 759 bp,晶体结构见图1。鼠类、原核生物以及人各个组织中的ERK序列分析结果表明,各组织中的ERK具有高度同源性,共性包括:子域1中的主要的共有基元GXGXXGXV(甘氨酸31至缬氨酸38)可以用来锚定非可移动的ATP磷酸盐的位置;子域2中不变的赖氨酸53以及临近区域(缬氨酸50至丝氨酸56),它们的功能是根据ATP的最大活性来结合ATP并确定其结合方向;……
