23.3: Cascadas de señalización MAPK

MAPK Signaling Cascades
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Cell Biology
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MAPK Signaling Cascades
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April 30, 2023

La proteína quinasa activada por mitógenos, o vía MAPK, activa tres quinasas secuenciales para regular las respuestas celulares como la proliferación, la diferenciación, la supervivencia y la apoptosis. La vía canónica MAPK comienza con un mitógeno o factor de crecimiento que se une a un RTK. Los RTKs activados estimulan a Ras, que recluta Raf o MAP3 quinasa (MAPKKK), la primera quinasa de la cascada de señalización MAPK. Raf fosforila y activa aún más las quinasas MEK o MAP2 (MAPKK), que a su vez fosforila la quinasa MAP, la quinasa final de la cascada. La quinasa MAP activada ahora fosforila los sustratos posteriores, incluidos los factores de transcripción, y facilita los cambios en la expresión génica para provocar una respuesta celular adecuada. Los tres tipos de vías MAPK en mamíferos son:

  • ERK (Quinasas reguladas por señales extracelulares).
  • JNK (Jun: quinasas aminoterminales).
  • P38/SAPKs (proteínas quinasas activadas por estrés).

La vía clásica de ERK se activa cuando los factores de crecimiento o mitógenos se unen y activan los RTK, GPCR o integrinas para iniciar el crecimiento y la diferenciación celular. El estrés ambiental, como la radiación, el estrés oxidativo y el daño en el ADN, inducen la activación de la familia JNK y causan la muerte celular y la inflamación. Alternativamente, las vías P38 también se activan en respuesta al estrés ambiental y las citocinas, promoviendo la inflamación, la muerte celular, la diferenciación celular y la regulación del ciclo celular.

Los eucariotas utilizan los tres módulos de la quinasa MAP y provocan diferentes respuestas en la célula. Con la ayuda de andamios, a menudo comparten las mismas quinasas y activan diferentes proteínas efectoras sin diafonía entre las vías de señalización. Las proteínas de andamio canalizan la señal entrante al módulo MAPK correcto, lo que garantiza la especificidad de la señal, provocando así una respuesta adecuada. La proteína del andamio también aumenta la transducción de señales al localizar u orientar los complejos proteicos cerca de sus sustratos. Por ejemplo, una vez que se activa el Ras, el supresor de quinasa de Ras o la proteína KSR recluta MEK1/2 a la membrana plasmática y la coloca junto al Raf, activando las proteínas posteriores ERK1 y ERK2. KSR es una proteína de andamiaje específica de la vía que evita la diafonía entre módulos MAPK que ocurren en paralelo. El efecto combinado de la localización de las proteínas adaptadoras, el sustrato y las quinasas asociadas mejora la retransmisión de señales. La quinasa MAP activada fosforila sus sustratos citoplasmáticos o se transporta al núcleo para activar factores de transcripción como c-Jun y c-Fos, lo que finalmente desencadena el gen de la ciclina D1 y promueve la progresión del ciclo celular.