MAPK fosfataza

Fosfatazele protein kinazei activate de mitogen (MAPK fosfataze; MKP) sunt o clasă mare de fosfataze implicate în inhibarea activității protein kinazei activate de mitogen (MAPK) și stingerea căilor de semnalizare MAPK [1] [2] . Căile de semnalizare MAPK reglează numeroase procese în dezvoltarea și menținerea homeostaziei [3] [4] , inclusiv reglarea genelor, diviziunea celulară , moartea celulară programată și răspunsurile activate de stres [5] . Astfel, fosfatazele MAPK sunt componente reglatoare importante ale acestor căi de semnalizare.

Funcții

Fosfatazele MAPK sunt prezente numai în eucariote și reglează negativ protein kinazele activate de mitogen (MAPK), participând la ciclul de reglare în stadiul de stingere a semnalului [5] . Aceste fosfataze sunt cunoscute ca fosfataze cu dublă specificitate (DUSP) [6] deoarece sunt capabile să defosforileze atât treonina , cât și tirozina la locurile catalitice MAPK [7] . Fosfatazele MAPK conțin un situs activ la capătul C-terminal al moleculei și un situs de reglare la capătul N-terminal [2] . Locul de interacțiune al fosfatazei cu protein kinaza este situat la capătul N-terminal al moleculei de fosfatază. Procesul este mediat de legături electrostatice ale aminoacizilor încărcați pozitiv pe fosfatază cu reziduuri încărcate negativ pe locul de legare al moleculei de protein kinază [8] .

Clasificare

Clasa MAPK fosfatazei include 10 enzime [9] , care pot fi împărțite în trei subclase în funcție de structura genei și tipul de substrat cu care interacționează [10] . Pe baza structurii genelor fosfatazei, DUSP1, DUSP2, DUSP4 și DUSP5 sunt în subgrupul 1. DUSP6, DUSP7, DUSP9 și DUSP10 sunt în subgrupul 2, iar DUSP8 și DUSP16 sunt în subgrupul 3 [10] . În plus, enzima MKP-8, care joacă un rol în inhibarea kinazei p38, aparține clasei de fosfataze MAPK [11] .

Fosfatazele cu dublă specificitate (DUSP) aparțin familiei proteinei tirozin fosfatazei [12] . În funcție de localizarea intracelulară, fosfatazele MAPK (MKP) sunt împărțite în trei tipuri: I, II și III. Enzimele de tip I sunt localizate în nucleul celulei , fosfatazele de tip II sunt localizate în citoplasmă , iar fosfatazele de tip III pot fi localizate atât în ​​nucleu, cât și în citoplasmă [13] . Localizarea diferită a fosfatazelor permite reglarea diferitelor căi de semnalizare. De exemplu, MKP-1, care este de tip I, controlează expresia genelor prin inactivarea unui subgrup specific de MAPK-uri [14] .

Deși regiunea N-terminală diferă între diferite fosfataze, toate acestea, de regulă, conțin un domeniu C2 [15] . De exemplu, în fosfataza MKP-1, situsul de legare a proteinei kinazei MAPK este situat între domeniile CH2A și CHB localizate la capătul N-terminal [16] [17] .

Fosfataza de tip II MKP-3 , care reglează activitatea kinazei ERK2 prin defosforilarea acesteia din urmă și menține kinaza în citosol [18] . Mai mult, MKP-3 leagă ERK2 indiferent de fosforilarea sa [19] . Fosfataza de tip I MKP-4 diferă de alte fosfataze în localizarea sa tisulară: este prezentă în placentă, rinichi și celulele hepatice embrionare [20] . Fosfataza de tip III MKP-5 se leagă în mod specific la p38 și protein kinazele SPK/JNK și se găsește atât în ​​citoplasmă, cât și în nucleu [21] . MKP-5 este localizat în inimă, plămâni, ficat, rinichi și mușchii scheletici [13] . Unele fosfataze aparțin grupului atipic. Deci VHR conține doar domeniul DSP [13] . VHR este localizat în celulele limfoide și hematopoietice și inactivează ERK1 / 2 și JNK la receptorul celulelor T [22] . În plus, VHR induce, de asemenea , oprirea ciclului celular [23] [24] .

Note

1. ↑ MeSH MAPK+Fosfataze
2. ↑ 1 2 Dickinson, Robin J.; Keyse, Stephen M. Funcții fiziologice diverse pentru MAP kinaze fosfataze cu specificitate dublă  //  Journal of Cell Science : jurnal. — Compania de biologi, 2006. - 15 noiembrie ( vol. 119 , nr. 22 ). - P. 4607-4615 . - doi : 10.1242/jcs.03266 . — PMID 17093265 .
3. ↑ Caunt, Christopher J.; Keyse, Stephen M. Fosfataze MAP kinazei cu dublă specificitate (MKPs  )  // Jurnalul FEBS : jurnal. - 2013. - ianuarie ( vol. 280 , nr. 2 ). - P. 489-504 . - doi : 10.1111/j.1742-4658.2012.08716.x . — PMID 22812510 .
4. ↑ Low, Heng Boon; Zhang, Yongliang. Rolurile de reglementare ale fosfatazelor MAPK în cancer  (nedefinită)  // Rețeaua imună. - 2016. - T. 16 , Nr. 2 . - S. 85-98 . - doi : 10.4110/in.2016.16.2.85 . — PMID 27162525 .
5. ↑ 1 2 Chang, Lufen; Karin, Michael. Cascade de semnalizare a kinazei MAP de mamifere   // Nature . - 2001. - 1 martie ( vol. 410 , nr. 6824 ). - P. 37-40 . - doi : 10.1038/35065000 . — PMID 11242034 .
6. ↑ Comalada, Monica; Lloberas, George; Celada, Antonio. MKP-1: O fosfatază critică în biologia macrofagelor care controlează trecerea între proliferare și activare  //  Jurnalul European de Imunologie : jurnal. - 2012. - 1 august ( vol. 42 , nr. 8 ). - P. 1938-1948 . - doi : 10.1002/eji.201242441 . — PMID 22865045 .
7. ↑ Kondoh, Kunio; Nishida, Eisuke. Reglarea MAP kinazelor de către MAP kinaze fosfataze   // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research : jurnal. - 2007. - 1 august ( vol. 1773 , nr. 8 ). - P. 1227-1237 . - doi : 10.1016/j.bbamcr.2006.12.002 . — PMID 17208316 .
8. ↑ Theodosiou, Aspasia; Ashworth, Alan. MAP kinaze fosfataze  (engleză)  // BioMed Central : jurnal. - 2002. - 1 ianuarie ( vol. 3 , nr. 7 ). — P. recenzii3009.1—recenzii3009.10 . — ISSN 1465-6906 . - doi : 10.1186/gb-2002-3-7-reviews3009 . — PMID 12184814 .
9. ↑ Caunt, Christopher J; Keyse, Stephen M. Fosfatazele MAP kinazei cu dublă specificitate (MKPs  )  // Jurnalul FEBS : jurnal. - 2016. - 7 noiembrie ( vol. 280 , nr. 2 ). - P. 489-504 . — ISSN 1742-464X . - doi : 10.1111/j.1742-4658.2012.08716.x . — PMID 22812510 .
10. ↑ 1 2 Theodosiou, Aspasia; Ashworth, Alan. MAP kinaze fosfataze  (engleză)  // BioMed Central : jurnal. - 2002. - 1 ianuarie ( vol. 3 , nr. 7 ). — P. recenzii3009.1—recenzii3009.10 . - doi : 10.1186/gb-2002-3-7-reviews3009 . — PMID 12184814 .
11. ↑ Vasudevan, Sanjeev A.; Skoko, Ioan; Wang, Kuan; Burlingame, Susan M.; Patel, Parul N.; Lazo, John S.; Nuchtern, Jed G.; Yang, Jianhua.  MKP-8, o nouă fosfatază MAPK care inhibă p38 kinaza  // Comunicații de cercetare biochimică și biofizică : jurnal. - 2005. - 6 mai ( vol. 330 , nr. 2 ). - P. 511-518 . - doi : 10.1016/j.bbrc.2005.03.028 . — PMID 15796912 .
12. ↑ Jeffrey, Kate L.; Tabere, Montserrat; Rommel, creştin; Mackay, Charles R. Dirijarea fosfatazelor cu specificitate dublă: manipularea semnalizării MAP kinazei și a răspunsurilor imune  // Nature Reviews Drug Discovery  : journal  . - 2007. - Mai ( vol. 6 , nr. 5 ). - P. 391-403 . - doi : 10.1038/nrd2289 . — PMID 17473844 .
13. ↑ 1 2 3 Kondoh, Kunio; Nishida, Eisuke. Reglarea MAP kinazelor de către MAP kinaze fosfataze   // Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research : jurnal. - 2007. - 1 august ( vol. 1773 , nr. 8 ). - P. 1227-1237 . - doi : 10.1016/j.bbamcr.2006.12.002 . — PMID 17208316 .
14. ↑ Wu, JJ; Zhang, L.; Bennett, AM Terminul amino necatalitic al protein kinazei fosfatazei 1 activate de mitogen direcționează țintirea nucleară și elementul de răspuns seric Reglarea transcripțională  //  Biologie moleculară și celulară : jurnal. - 2005. - 16 mai ( vol. 25 , nr. 11 ). - P. 4792-4803 . - doi : 10.1128/MCB.25.11.4792-4803.2005 . — PMID 15899879 . -
15. ↑ Wu, JJ; Zhang, L; Bennett, AM Terminul amino necatalitic al protein kinazei fosfatazei 1 activate de mitogen direcționează țintirea nucleară și elementul de răspuns seric Reglarea transcripțională  //  Biologie moleculară și celulară : jurnal. - 2005. - Vol. 25 , nr. 11 . - P. 4792-4803 . - doi : 10.1128/MCB.25.11.4792-4803.2005 . — PMID 15899879 .
16. ↑ Wu, JJ; Zhang, L.; Bennett, AM Terminul amino necatalitic al protein kinazei fosfatazei 1 activate de mitogen direcționează țintirea nucleară și elementul de răspuns seric Reglarea transcripțională  //  Biologie moleculară și celulară : jurnal. - 2005. - 16 mai ( vol. 25 , nr. 11 ). - P. 4792-4803 . - doi : 10.1128/MCB.25.11.4792-4803.2005 . — PMID 15899879 .
17. ↑ BARDWELL, A. Jane; ABDOLLAHI, Mahsa; BARDWELL, Lee. Locurile de andocare pe kinazele protein kinazei activate de mitogen (MAPK), fosfatazele MAPK și factorul de transcripție Elk-1 concurează pentru legarea MAPK și sunt cruciale pentru activitatea enzimatică  // Biochemical  Journal : jurnal. - 2003. - 15 martie ( vol. 370 , nr. 3 ). - P. 1077-1085 . - doi : 10.1042/BJ20021806 . — PMID 12529172 .
18. ↑ Karlsson, Maria; Mathers, Joanne; Dickinson, Robin J.; Mandl, Margret; Keyse, Stephen M. Atât transferul nuclear-citoplasmatic al fosfatazei cu dublă specificitate MKP-3, cât și capacitatea sa de a ancora MAP kinaza în citoplasmă sunt mediate de un semnal de export nuclear conservat  //  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 2004. - 1 octombrie ( vol. 279 , nr. 40 ). - P. 41882-41891 . — ISSN 0021-9258 . - doi : 10.1074/jbc.M406720200 . — PMID 15269220 .
19. ↑ Camps, M. Activarea catalitică a fosfatazei MKP-3 de către ERK2 Mitogen-Activated Protein Kinase  //  Science : journal. - 1998. - 22 mai ( vol. 280 , nr. 5367 ). - P. 1262-1265 . - doi : 10.1126/science.280.5367.1262 . — PMID 9596579 .
20. ↑ Muda, M.; Boschert, U.; Smith, A.; Antonson, B.; Gillieron, C.; Chabert, C.; Camps, M.; Martinou, I.; Ashworth, A.; Arkinstall, S. Molecular Cloning and Functional Characterization of a Novel Mitogen-activated Protein Kinase Phosphatase, MKP-4  //  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 1997. - 21 februarie ( vol. 272 ​​​​, nr. 8 ). - P. 5141-5151 . doi : 10.1074 / jbc.272.8.5141 . — PMID 9030581 .
21. ↑ Tanoue, T. Molecular Cloning and Characterization of a Novel Dual Specificity Phosphatase, MKP-5  //  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 1999. - 9 iulie ( vol. 274 , nr. 28 ). - P. 19949-19956 . doi : 10.1074 / jbc.274.28.19949 . — PMID 10391943 .
22. ↑ Alonso, A.; Saxena, M.; Williams, S.; Mustelin, T. Rol inhibitor pentru VHR de fosfatază cu specificitate dublă în receptorul antigen al celulei T și activarea Erk și Jnk indusă de CD28  //  Journal of Biological Chemistry  : journal. - 2000. - 20 noiembrie ( vol. 276 , nr. 7 ). - P. 4766-4771 . - doi : 10.1074/jbc.M006497200 . — PMID 11085983 .
23. ↑ Rahmouni, Souad; Cerignoli, Fabio; Alonso, Andres; Tsutji, Toshiya; Henkens, Rachel; Zhu, Changjun; Louis-dit-Sully, Christine; Moutschen, Michel; Jiang, Wei; Mustelin, Thomas. Pierderea fosfatazei duble specifice VHR cauzează oprirea ciclului celular și senescența  // Nature Cell Biology  : journal  . - 2006. - 9 aprilie ( vol. 8 , nr. 5 ). - P. 524-531 . doi : 10.1038 / ncb1398 . — PMID 16604064 .
24. ↑ Rahmouni, Souad; Cerignoli, Fabio; Alonso, Andres; Tsutji, Toshiya; Henkens, Rachel; Zhu, Changjun; Louis-dit-Sully, Christine; Moutschen, Michel; Jiang, Wei; Mustelin, Thomas. Pierderea fosfatazei duble specifice VHR cauzează oprirea ciclului celular și senescența  // Nature Cell Biology  : journal  . - 2006. - 1 mai ( vol. 8 , nr. 5 ). - P. 524-531 . — ISSN 1465-7392 . doi : 10.1038 / ncb1398 . — PMID 16604064 .