МАРК14 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Псевдонимы | MAPK14 , CSBP, CSBP1, CSBP2, CSPB1, EXIP, Mxi2, PRKM14, PRKM15, RK, SAPK2A, p38, p38ALPHA, митоген-активируемая протеинкиназа 14 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Внешние идентификаторы | ОМИМ : 600289; МГИ : 1346865; гомологен : 31777; Генные карты : MAPK14; OMA :MAPK14 — ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Митоген-активируемая протеинкиназа 14 , также называемая p38-α, представляет собой фермент , который у людей кодируется геном MAPK14 . [ 5]
MAPK14 кодирует p38α митоген-активируемую протеинкиназу (MAPK), которая является прототипическим членом семейства p38 MAPK. p38 MAPK также известны как стресс-активируемые серин/треонин-специфические киназы (SAPK). Помимо MAPK14 для p38α MAPK, семейство p38 MAPK имеет три дополнительных члена, включая MAPK11 , MAPK12 и MAPK13, которые кодируют изоформы p38β MAPK, p38γ MAPK и p38δ MAPK соответственно. p38α MAPK изначально был идентифицирован как фосфорилированный по тирозину белок, обнаруженный в активированных макрофагах иммунных клеток , играющий важную роль в индукции воспалительных цитокинов, таких как фактор некроза опухоли α (TNFα). [6] [7] Однако активность киназы, опосредованная p38α MAPK, была вовлечена во многие ткани за пределами иммунной системы. p38α MAPK в основном активируется через каскады киназы MAPK и проявляет свою биологическую функцию через нисходящее фосфорилирование субстрата. p38α MAPK участвует в различных клеточных функциях, от экспрессии генов до запрограммированной гибели клеток через сеть сигнальных молекул и факторов транскрипции. Фармакологическое и генетическое ингибирование p38α MAPK не только выявило его биологическое значение в физиологической функции, но и потенциал нацеливания p38α MAPK при таких заболеваниях человека, как иммунные расстройства и сердечная недостаточность.
MAPK14 — это белок массой 41 кДа, состоящий из 360 аминокислот. [8] [9]
Белок, кодируемый этим геном, является членом семейства MAP-киназ . MAP-киназы действуют как точка интеграции для множества биохимических сигналов и участвуют в широком спектре клеточных процессов, таких как пролиферация , дифференциация , регуляция транскрипции и развитие . Эта киназа активируется различными стрессами окружающей среды и провоспалительными цитокинами . Активация требует ее фосфорилирования киназами MAP-киназы (MKK) или ее аутофосфорилирования , запускаемого взаимодействием белка MAP3K7IP1/TAB1 с этой киназой. Субстраты этой киназы включают регулятор транскрипции ATF2 , MEF2C и MAX, регулятор клеточного цикла CDC25B и супрессор опухолей p53 , что предполагает роль этой киназы в транскрипции, связанной со стрессом, и регуляции клеточного цикла , а также в ответе на генотоксический стресс. Сообщалось о четырех альтернативно сплайсированных вариантах транскрипта этого гена, кодирующих различные изоформы. [10]
p38α MAPK повсеместно экспрессируется во многих типах клеток, в отличие от этого, p38β MAPK высоко экспрессируется в мозге и легких, p38γ MAPK в основном в скелетных мышцах и нервной системе, а p38δ MAPK в матке и поджелудочной железе. [11] [12] Как и все MAP-киназы, p38α MAPK имеет 11 консервативных доменов (домены I–XI) и мотив двойного фосфорилирования Thr-Gly-Tyr (TGY). Активация пути p38 MAPK была вовлечена в различные реакции на стресс в дополнение к воспалению, включая осмотический шок, тепло и окислительный стресс. [11] [13] [14] Канонический путь активации p38 MAPK включает каскад протеинкиназ, включая MAP3K, такие как MEKK1, 2, 3 и 4, TGFβ-активируемую киназу (TAK1), TAO1-3, смешанную киназу 2/3 (MLK2/3) и киназу, регулирующую сигнал апоптоза 1/2 (ASK1/2), а также MAP2K, такие как MKK3, 6 и 4. Опосредованное MAP2K фосфорилирование мотива TGY приводит к конформационному изменению p38 MAPK, что обеспечивает активацию киназы и доступ к субстратам. [15] Кроме того, TAK1-связывающий белок 1 (TAB1) и ZAP70 могут индуцировать p38 MAPK посредством неканонического автофосфорилирования. [16] [17] [18] Кроме того, ацетилирование p38 MAPK в lys-53 АТФ-связывающего кармана также усиливает активность p38 MAPK во время клеточного стресса [19] В базальных условиях p38α MAPK обнаруживается как в ядре, так и в цитоплазме. Одним из последствий активации p38 MAPK является транслокация в ядро. [20] с участием как фосфорилирования p38 MAPK, так и процесса, зависящего от микротрубочек и динеина. [21] Кроме того, один субстрат p38 MAPK, активируемая киназой MAP протеинкиназа 2 (MAPAK2 или MK2) может модулировать и направлять локализацию p38α MAPK в цитозоле посредством прямого взаимодействия. [22] Активация p38α MAPK может быть отменена путем дефосфорилирования мотива TGY, осуществляемого протеинфосфатазами, включая протеинфосфатазы ser-thr (PPs), протеинтирозинфосфатазы (PTP) и фосфатазы двойной специфичности (DUSP). Например, фосфатазы ser/thr PP2Cα/β подавляют активность p38s MAPK посредством прямого взаимодействия, а также подавления MKKs/TAK1 в клетках млекопитающих. [23] [24] Гематопоэтический PTP (HePTP) и стриатум-обогащенная фосфатаза (STEP) связываются с MAPK через мотив взаимодействия киназы (KIM) и инактивируют их путем дефосфорилирования остатка фосфотирозина в их активационной петле. [25] [26] [27] DUSP, которые имеют домен стыковки с MAPK и двойную специфическую активность фосфатазы, также могут связываться с p38 MAPK и дефосфорилировать как остатки фосфотирозина, так и фосфотреонина. [15]В дополнение к этим фосфатазам, другие молекулярные компоненты, такие как комплекс шаперонов Hsp90-Cdc37, также могут модулировать активность аутофосфорилирования p38 MAPK и предотвращать неканоническую активацию. [28]
p38α MAPK участвует в выживании/апоптозе клеток, пролиферации, дифференцировке, миграции, стабильности мРНК и воспалительной реакции в различных типах клеток посредством различных целевых молекул [29] . MK2 является одной из хорошо изученных нисходящих мишеней p38α MAPK. Их нисходящие субстраты включают малый белок теплового шока 27 (HSP27), лимфоцит-специфический белок 1 (LSP1), белок, связывающий элемент ответа цАМФ (CREB), циклооксигеназу 2 (COX2), активирующий фактор транскрипции 1 (ATF1), фактор ответа сыворотки (SRF) и мРНК-связывающий белок тристетрапролин (TTP) [20] [30] Помимо протеинкиназ, многие факторы транскрипции являются нисходящими целями p38α MAPK, включая ATF1/2/6, c-Myc, c-FOS, GATA4, MEF2A/C, SRF, STAT1 и CHOP [31] [32] [33] [34]
p38α MAPK представляет собой основную активность p38 MAPK в сердце. Во время созревания кардиомиоцитов в сердце новорожденной мыши активность p38α MAPK может регулировать цитокинез миоцитов и способствовать выходу из клеточного цикла. [35] в то время как ингибирование активности p38 MAPK приводит к индукции митоза как во взрослых, так и в фетальных кардиомиоцитах. [36] [37] Следовательно, p38 MAPK связана с остановкой клеточного цикла в кардиомиоцитах млекопитающих, и ее ингибирование может представлять собой стратегию для содействия регенерации сердца в ответ на травму. Кроме того, индукция p38α MAPK способствует апоптозу миоцитов. [38] [39] через нисходящие мишени STAT1, CHOP, FAK, SMAD, цитохром c, NF-κB, PTEN и p53. [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] p38 MAPK также может нацеливаться на сигнализацию AKT, опосредованную IRS-1, и способствовать гибели миоцитов при хронической стимуляции инсулином. [47] Ингибирование активности p38 MAPK обеспечивает кардиопротекцию от ишемического реперфузионного повреждения сердца [48] [49] Однако некоторые отчеты показали, что p38 MAPK также участвует в антиапоптотическом эффекте посредством фосфорилирования αβ-кристаллина или индукции Pim-3 во время раннего ответа на окислительный стресс или аноксическую прекондицию соответственно [50] [51] [52] Как p38α MAPK, так и p38β MAPK, по-видимому, играют противоположную роль в апоптозе. [53] В то время как p38α MAPK играет проапоптотическую роль посредством активации p53, p38β MAPK играет провыживательную роль посредством ингибирования образования ROS. [54] [55] В целом, хроническая активация активности p38 MAPK рассматривается как патологическая и проапоптотическая, а ингибирование активности p38 MAPK находится в клинической оценке как потенциальная терапия для смягчения острого повреждения при ишемической сердечной недостаточности. [56] Активность p38 MAPK также участвует в гипертрофии сердца, которая является важной особенностью патологического ремоделирования в больных сердцах и основным фактором риска сердечной недостаточности и неблагоприятного исхода. Большинство доказательств in vitro подтверждают, что активация p38 MAPK способствует гипертрофии кардиомиоцитов. [53] [57] [58] [59] Однако доказательства in vivo предполагают, что хроническая активация активности p38 MAPK запускает рестриктивную кардиомиопатию с ограниченной гипертрофией, [60] в то время как генетическая инактивация p38α MAPK в сердце мыши приводит к повышенной гипертрофии сердца в ответ на перегрузку давлением [61] [62] или упражнения по плаванию. [63] Таким образом, функциональная роль p38 MAPK в гипертрофии сердца остается спорной и требует дальнейшего изучения.
Было показано, что MAPK14 взаимодействует с:
Версия этой статьи 2015 года была обновлена внешним экспертом в рамках модели двойной публикации. Соответствующая академическая рецензируемая статья была опубликована в Gene и может быть процитирована как: Tomohiro Yokota (10 января 2016 г.). "p38 MAP kinases in the heart". Gene . 575 (2 Pt 2): 369–76. doi :10.1016/J.GENE.2015.09.030. PMC 4860190 . PMID 26390817. |