MAPK fosfatáza - MAPK phosphatase

Obrázek ukazuje interakci a spolupráci MEK, DUSP5 a DUSP6 / MKP-3 v cytoplazmatické oblasti a jádru. RAF aktivuje MEK. Aktivovaný MEK fosforyluje ERK, který lze nyní transportovat přes buněčnou membránu transportérem. Defosforylovaná ERK nemůže opustit jádro.

MAPK fosfatázy (MKP) jsou největší třídou fosfatázy podílí se na regulaci dolů Mitogenem aktivované proteinové kinázy (MAPK) signalizace.[1][2] MAPK signální dráhy regulovat více funkcí rozvoj a homeostáza.[3][4] To může zahrnovat regulaci genů, buněčnou proliferaci, programovanou buněčnou smrt a stresové reakce.[5] Fosfatázy MAPK jsou proto důležitými regulačními složkami těchto cest.

Funkce

Když se aktivovaná MAPK váže na MKB, způsobí to konformační změnu oblasti DUSP, která aktivuje MKP a aktivovaná MKP defosforyluje MAPK, čímž ji deaktivuje.

Fosfatázy MAPK se nacházejí pouze v eukaryoty a negativně regulovat MAP kinázy působit jako negativní zpětná vazba.[5] MKP jsou také známé jako fosfatázy s dvojí specificitou (DUSP)[6] protože deaktivují MAPK o defosforylační the Threonin a Tyrosin zbytky nacházející se v aktivačním místě MAPK.[7] MKP mají katalytická oblast na jejich C-konec a a regulační oblast na jejich N-konec.[8] Poloha, kde se MAPK váže na MKP, se nachází poblíž N-konce MKP. Vazba je způsobena elektrostatické interakce pozitivně nabitých zbytků na vazebné části MKP se záporně nabitými zbytky na vazebném místě MAPK.[9]

Klasifikace

Je jich 10[10] hlavní MKP, které lze dále rozdělit do tří podtříd, které jsou reprezentativní buď pro jejich genomová struktura nebo typ Podklad (MAPK), na které se vážou.[11] Patří mezi ně DUSP1, DUSP2, DUSP4 a DUSP5, které patří do podskupiny 1. DUSP6, DUSP7, DUSP9 a DUSP10 patří do podskupiny 2. DUSP8 a DUSP16 patří do podskupiny 3, tyto podskupiny jsou založeny na genomické struktuře MKP.[12] Nejnovější MKP-8 přináší celkový počet MKP na 11, MKP-8 hraje roli při inhibici kinázy p38.[13]

Fosfatázy s dvojí specificitou (DUSP) také patří do rodiny proteinové tyrosin fosfatázy.[14] MKP jsou seskupeny do typu I, II a III; ve kterém jsou MKP typu I umístěny v jaderná oblast, typu II jsou umístěny v cytoplazmatický region a typ III jsou lokalizovány v jaderné i cytoplazmatické oblasti.[15] Různá umístění těchto tří typů MKP umožňují, aby způsobovaly různé typy signalizace. Například MKP-1 (typ I MKP) řídí genovou expresi inaktivací subcelulární skupiny MAPK.[16] Všimněte si, že bez motivu LXXLL (GFP-MKP-147-367) MKP-1 se nemůže lokalizovat uvnitř jádra a je před doménou CH2A.[17] Nejnovější MKP, MKP-8, patří do skupiny I, protože se nachází v jaderné oblasti buňky[18] Nedávná studie ukazuje, že izoformy histon-deacetylázy (HDAC1, -2 a -3) deacetylát MKP-1 a že tohle posttranslační modifikace zvyšuje signalizaci MAPK a vrozená imunita signalizace.[19]

Ačkoli N-koncová oblast je zcela odlišná mezi každým MKP, všechny normálně obsahují CH2 domény.[20] V MKP-1 se MAPK váže na aktivní místo, které je mezi doménami CH2A a CHB umístěnými na N-konci.[21][22]

Příkladem MKP typu II je MKP-3 , který reguluje činnost ERK2 podle deforylovat a drží ji v cytoplazmatické oblasti.[23] MKP-3 se také váže na ERK2 bez ohledu na to, zda je fosforylován nebo ne.[24] MKP-4 je další MKP, který patří k typu I a je odlišný od ostatních MKP v této podskupině, protože se nachází pouze v placentě, ledvinách a embryonálních jaterních buňkách.[25] MKP-5 je MKP typu III, který se specificky váže na str a SPK /JNK a nachází se v cytoplazmatické i jaderné oblasti buňky.[26] MKP-5 se nachází pouze v buňkách srdce, plic, jater, ledvin a kosterního svalstva.[27]Existují také MKP, které patří do skupiny zvané Atypické MKP. Například vakcína související s vakcínou H1 (VHR) je atypický MKP, protože má pouze oblast DUSP.[28] VHR se nachází pouze v lymfoidní a krvetvorné buňky a deaktivuje ERK1 /2 a JNK v Receptory T-buněk.[29] VHR také indukuje buněčný cyklus zatknout.[30][31]

názevAlt. názevPodskupina
DUSP1MKP-1Já
DUSP2Já
DUSP4MKP-2Já
DUSP5Já
DUSP6MKP-3II
DUSP7II
DUSP8III
DUSP9MKP-4II
DUSP10MKP-5?
DUSP14MKP-6?
DUSP16MKP-7III
DUSP26MKP-8Já

Reference

  1. ^ MAPK + fosfatázy v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
  2. ^ Dickinson, Robin J .; Keyse, Stephen M. (15. listopadu 2006). „Různé fyziologické funkce pro dvojí specificitu MAP kinázových fosfatáz“. J Cell Sci. 119 (22): 4607–4615. doi:10.1242 / jcs.03266. PMID  17093265.
  3. ^ Caunt, Christopher J .; Keyse, Stephen M. (leden 2013). „Dual-specificity MAP kinase phosphatase (MKPs)“. FEBS Journal. 280 (2): 489–504. doi:10.1111 / j.1742-4658.2012.08716.x. PMC  3594966. PMID  22812510.
  4. ^ Nízká, Heng Boon; Zhang, Yongliang (2016). „Regulační role fosfatáz MAPK v rakovině“. Imunitní síť. 16 (2): 85–98. doi:10.4110 / v 2016.16.2.85. PMC  4853501. PMID  27162525.
  5. ^ A b Chang, Lufen; Karin, Michael (1. března 2001). "Savčí signalizační kaskády MAP kinázy". Příroda. 410 (6824): 37–40. doi:10.1038/35065000. PMID  11242034.
  6. ^ Comalada, Mònica; Lloberas, Jorge; Celada, Antonio (1. srpna 2012). „MKP-1: Kritická fosfatáza v biologii makrofágů kontrolujících přechod mezi proliferací a aktivací“. European Journal of Immunology. 42 (8): 1938–1948. doi:10.1002 / eji.201242441. PMID  22865045.
  7. ^ Kondoh, Kunio; Nishida, Eisuke (1. srpna 2007). "Regulace MAP kináz pomocí MAP kinázových fosfatáz". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - výzkum molekulárních buněk. 1773 (8): 1227–1237. doi:10.1016 / j.bbamcr.2006.12.002. PMID  17208316.
  8. ^ Dickinson, Robin J .; Keyse, Stephen M. (15. listopadu 2006). „Různé fyziologické funkce pro dvojí specificitu MAP kinázových fosfatáz“. J Cell Sci. 119 (22): 4607–4615. doi:10.1242 / jcs.03266. PMID  17093265.
  9. ^ Theodosiou, Aspasia; Ashworth, Alan (1. ledna 2002). "MAP kinázové fosfatázy". Genome Biology. 3 (7): reviews3009.1 – reviews3009.10. doi:10.1186 / gb-2002-3-7-reviews3009. ISSN  1465-6906. PMC  139386. PMID  12184814.
  10. ^ Caunt, Christopher J; Keyse, Stephen M. (7. listopadu 2016). „Dual-specificity MAP kinase fosfatázy (MKP)“. Časopis FEBS. 280 (2): 489–504. doi:10.1111 / j.1742-4658.2012.08716.x. ISSN  1742-464X. PMC  3594966. PMID  22812510.
  11. ^ Theodosiou, Aspasia; Ashworth, Alan (1. ledna 2002). "MAP kinázové fosfatázy". Genome Biology. 3 (7): reviews3009.1 – reviews3009.10. doi:10.1186 / gb-2002-3-7-reviews3009. PMC  139386. PMID  12184814.
  12. ^ Theodosiou, Aspasia; Ashworth, Alan (1. ledna 2002). "MAP kinázové fosfatázy". Genome Biology. 3 (7): reviews3009.1 – reviews3009.10. doi:10.1186 / gb-2002-3-7-reviews3009. PMC  139386. PMID  12184814.
  13. ^ Vasudevan, Sanjeev A .; Skoko, John; Wang, Kuan; Burlingame, Susan M .; Patel, Parul N .; Lazo, John S .; Nuchtern, Jed G .; Yang, Jianhua (6. května 2005). „MKP-8, nová MAPK fosfatáza, která inhibuje kinázu p38“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 330 (2): 511–518. doi:10.1016 / j.bbrc.2005.03.028. PMID  15796912.
  14. ^ Jeffrey, Kate L .; Kempy, Montserrat; Rommel, Christian; Mackay, Charles R. (květen 2007). "Cílení na dvojí specificitu fosfatáz: manipulace signalizace MAP kinázy a imunitní reakce". Recenze přírody Objev drog. 6 (5): 391–403. doi:10.1038 / nrd2289. PMID  17473844.
  15. ^ Kondoh, Kunio; Nishida, Eisuke (1. srpna 2007). "Regulace MAP kináz pomocí MAP kinázových fosfatáz". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - výzkum molekulárních buněk. 1773 (8): 1227–1237. doi:10.1016 / j.bbamcr.2006.12.002. PMID  17208316.
  16. ^ Wu, J. J .; Zhang, L .; Bennett, A. M. (16. května 2005). „Nekatalytický aminokyselinový konec mitogenem aktivované proteinkinázy fosfatázy 1 řídí nukleární cílení a regulaci transkripce prvku sérových reakcí“. Molekulární a buněčná biologie. 25 (11): 4792–4803. doi:10.1128 / MCB.25.11.4792-4803.2005. PMC  1140620. PMID  15899879.-
  17. ^ Wu, J. J .; Zhang, L .; Bennett, A. M. (16. května 2005). „Nekatalytický aminokyselinový konec mitogenem aktivované proteinkinázy fosfatázy 1 řídí nukleární cílení a regulaci transkripce prvku sérových reakcí“. Molekulární a buněčná biologie. 25 (11): 4792–4803. doi:10.1128 / MCB.25.11.4792-4803.2005. PMC  1140620. PMID  15899879.
  18. ^ Vasudevan, Sanjeev A .; Skoko, John; Wang, Kuan; Burlingame, Susan M .; Patel, Parul N .; Lazo, John S .; Nuchtern, Jed G .; Yang, Jianhua (6. května 2005). „MKP-8, nová MAPK fosfatáza, která inhibuje kinázu p38“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 330 (2): 511–518. doi:10.1016 / j.bbrc.2005.03.028. PMID  15796912.
  19. ^ Jeong, Y; Du, R; Zhu, X (2014). „Izoformy histon-deacetylázy regulují vrozené imunitní odpovědi deacetylací mitogenem aktivované protein kinázy fosfatázy-1“. J. Leukoc Biol. 95 (4): 651–9. doi:10.1189 / jlb.1013565. PMID  24374966.
  20. ^ Wu, JJ; Zhang, L; Bennett, AM (2005). „Nekatalytický aminokyselinový terminál mitogenem aktivované proteinkinázy fosfatázy 1 řídí nukleární cílení a regulaci transkripce prvkem odezvy na sérum“. Molekulární a buněčná biologie. 25 (11): 4792–4803. doi:10.1128 / MCB.25.11.4792-4803.2005. PMC  1140620. PMID  15899879.
  21. ^ Wu, J. J .; Zhang, L .; Bennett, A. M. (16. května 2005). „Nekatalytický aminokyselinový terminál mitogenem aktivované proteinkinázy fosfatázy 1 řídí nukleární cílení a regulaci transkripce prvkem odezvy na sérum“. Molekulární a buněčná biologie. 25 (11): 4792–4803. doi:10.1128 / MCB.25.11.4792-4803.2005. PMC  1140620. PMID  15899879.
  22. ^ BARDWELL, A. Jane; ABDOLLAHI, Mahsa; BARDWELL, Lee (15. března 2003). „Dokovací místa na mitogenem aktivovaných protein kinázách (MAPK), MAPK fosfatázách a transkripčním faktoru Elk-1 soutěží o vazbu MAPK a jsou zásadní pro enzymatickou aktivitu“. Biochemical Journal. 370 (3): 1077–1085. doi:10.1042 / BJ20021806. PMC  1223246. PMID  12529172.
  23. ^ Karlsson, Maria; Mathers, Joanne; Dickinson, Robin J .; Mandl, Margret; Keyse, Stephen M. (1. října 2004). „Jaderná cytoplazmatická shoda fosfatázy MKP-3 s dvojí specificitou i její schopnost ukotvit MAP kinázu v cytoplazmě jsou zprostředkovány konzervovaným jaderným exportním signálem“. Journal of Biological Chemistry. 279 (40): 41882–41891. doi:10,1074 / jbc.M406720200. ISSN  0021-9258. PMID  15269220.
  24. ^ Camps, M. (22. května 1998). "Katalytická aktivace fosfatázy MKP-3 pomocí ERK2 mitogenem aktivované protein kinázy". Věda. 280 (5367): 1262–1265. doi:10.1126 / science.280.5367.1262. PMID  9596579.
  25. ^ Muda, M .; Boschert, U .; Smith, A .; Antonsson, B .; Gillieron, C .; Chabert, C .; Camps, M .; Martinou, I .; Ashworth, A .; Arkinstall, S. (21. února 1997). "Molekulární klonování a funkční charakterizace nové mitogenem aktivované proteinkinázové fosfatázy, MKP-4". Journal of Biological Chemistry. 272 (8): 5141–5151. doi:10.1074 / jbc.272.8.5141. PMID  9030581.
  26. ^ Tanoue, T. (9. července 1999). „Molekulární klonování a charakterizace nové fosfatázy s dvojí specificitou, MKP-5“. Journal of Biological Chemistry. 274 (28): 19949–19956. doi:10.1074 / jbc.274.28.19949. PMID  10391943.
  27. ^ Kondoh, Kunio; Nishida, Eisuke (1. srpna 2007). "Regulace MAP kináz pomocí MAP kinázových fosfatáz". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - výzkum molekulárních buněk. 1773 (8): 1227–1237. doi:10.1016 / j.bbamcr.2006.12.002. PMID  17208316.
  28. ^ Kondoh, Kunio; Nishida, Eisuke (1. srpna 2007). "Regulace MAP kináz pomocí MAP kinázových fosfatáz". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - výzkum molekulárních buněk. 1773 (8): 1227–1237. doi:10.1016 / j.bbamcr.2006.12.002. PMID  17208316.
  29. ^ Alonso, A .; Saxena, M .; Williams, S .; Mustelin, T. (20. listopadu 2000). „Inhibiční role pro dvojí specificitu fosfatázy VHR v receptoru antigenu T buněk a aktivaci Erk a Jnk vyvolanou CD28“. Journal of Biological Chemistry. 276 (7): 4766–4771. doi:10,1074 / jbc.M006497200. PMID  11085983.
  30. ^ Rahmouni, Souad; Cerignoli, Fabio; Alonso, Andres; Tsutji, Toshiya; Henkens, Rachel; Zhu, Changjun; Louis-dit-Sully, Christine; Moutschen, Michel; Jiang, Wei; Mustelin, Tomas (9. dubna 2006). „Ztráta VHR s dvojí specifickou fosfatázou způsobuje zastavení cyklu buněk a stárnutí“. Přírodní buněčná biologie. 8 (5): 524–531. doi:10.1038 / ncb1398. PMID  16604064.
  31. ^ Rahmouni, Souad; Cerignoli, Fabio; Alonso, Andres; Tsutji, Toshiya; Henkens, Rachel; Zhu, Changjun; Louis-dit-Sully, Christine; Moutschen, Michel; Jiang, Wei; Mustelin, Tomas (1. května 2006). „Ztráta VHR duální specifické fosfatázy způsobuje zastavení buněčného cyklu a stárnutí“. Přírodní buněčná biologie. 8 (5): 524–531. doi:10.1038 / ncb1398. ISSN  1465-7392. PMID  16604064.