MAP kinase

Définition

Une MAP kinase (MAPK) est un type de protéine kinase activée par un mitogène (stimulus extracellulaire), spécifique aux acides aminés sérine (Ser) et thréonine (Thr). Les MAP kinases jouent un rôle central dans le contrôle de nombreuses activités cellulaires en relayant les signaux extracellulaires vers les réponses intracellulaires.

Les MAPK interviennent notamment dans la prolifération, la différenciation, la croissance, la motilité, l'apoptose ou la survie cellulaire. La voie MAP kinase est nécessaire à l'entrée en mitose et à la survie cellulaire.

La voie de signalisation MAP Kinase :

Les protéines kinases activées par les mitogènes sont des enzymes intracellulaires qui permettent aux cellules de répondre aux stimuli de leur environnement extracellulaire. Les stimuli tels que le choc osmotique ou les cytokines inflammatoires déclenchent l'activation dépendante de la GTPase de plusieurs kinases en amont, les protéines kinases kinases activées par les mitogènes (MAPKKK).

Explications

La voie de la protéine kinase activée par le mitogène (MAPK, Mitogen-Activated Protein kinase) est la voie de signalisation canonique pour de nombreux récepteurs tyrosine kinases, tels que le récepteur du facteur de croissance épidermique. En aval des récepteurs, cette voie implique l'activation d'une cascade de kinases qui aboutit à une réponse transcriptionnelle et affecte des processus tels que la migration et l'adhésion cellulaires. En réponse à une stimulation extracellulaire, les MAP kinases sont rapidement activées et régulent à leur tour les fonctions cellulaires en induisant la phosphorylation de protéines.

La protéine kinase activée par les mitogènes (MAP) est l'une des nombreuses kinases qui jouent un rôle central dans la transduction des signaux mitogènes extracellulaires vers le noyau. La MAP kinase est une protéine kinase Ser/Thr qui est entièrement activée par double phosphorylation au niveau des résidus Thr et Tyr et il a été démontré qu'elle active les facteurs de transcription nucléaires et stimule la croissance et la prolifération cellulaire. ERK (kinase extracellulaire régulée par le signal) est membre de la famille de transduction de signal MAPK, qui comprend également la kinase p38 et la kinase N-terminale c-Jun (JNK).

De plus, la force et la durée du signal en amont influencent également le mode de réponse cellulaire activé. Ainsi, les mêmes composants peuvent en principe coordonner des réponses opposées, telles que la prolifération et la différenciation. Ces dernières années, il est devenu évident que la signalisation MAPK est régulée et affinée par des protéines qui peuvent se lier simultanément à plusieurs protéines de signalisation MAPK et ainsi affecter leur fonction. Ces protéines d'échafaudage dites MAPK sont donc d'importants coordinateurs de la réponse de signalisation dans les cellules.

⭐ L'activation de MAPK nécessite la phosphorylation des résidus thréonine et tyrosine du noyau catalytique, mais peut également exercer certaines fonctions via un domaine nommé région d'ancrage qui interagit avec les phosphatases ou d'autres substrats du cytoplasme et du noyau. Jusqu'à présent, quatre MAPK majeurs ont été décrits : lekinase 1/2 régulée par le signal extracellulaire (ERK), JNK, p-38 et ERK5.

Importance

Les protéines kinases activées par les mitogènes (MAPK) sont des protéines Ser/Thr kinases qui convertissent les stimuli extracellulaires en une large gamme de réponses cellulaires. Les MAPK font partie des voies de transduction du signal les plus anciennes et sont largement utilisées tout au long de l'évolution dans de nombreux processus physiologiques.

✅ Toutes les cellules eucaryotes possèdent plusieurs voies MAPK, qui régulent de manière coordonnée l'expression des gènes, la mitose, le métabolisme, la motilité, la survie, l'apoptose et la différenciation.

Chez les mammifères, 14 MAPK ont été caractérisées en sept groupes. Les MAPK conventionnelles comprennent les kinases extracellulaires régulées par le signal 1/2 (ERK1/2), les kinases c-Jun amino (N)-terminales 1/2/3 (JNK1/2/3), les isoformes p38 (α, β, γ, et δ), et ERK5. Les MAPK atypiques ont des particularités non conformes et comprennent ERK3/4, ERK7 et Nemo-like kinase (NLK). Les groupes de MAPK de mammifères de loin les plus étudiés sont les isoformes ERK1/2, JNK et p38, mais des études récentes ont mis en lumière la régulation et la fonction d'autres groupes de MAPK.

Les structures globales des MAPK :

Représentation schématique des structures globales des MAPK conventionnels et atypiques. Toutes les MAPK contiennent un domaine Ser/Thr kinase flanqué de régions N- et C-terminales de différentes longueurs. Différents domaines supplémentaires sont également présents dans certaines MAPK, notamment un domaine de transactivation (TAD), une séquence de localisation nucléaire (NLS), une région conservée dans ERK3 et ERK4 (C34) et un domaine riche en Ala, His et Glu (AHQr). Les MAPKAPK respectifs activés par les MAPK sont affichés en gris clair à côté du MAPK associé. Les isoformes γ et δ de p38 sont entre parenthèses pour indiquer qu'il n'a pas été démontré qu'elles favorisent l'activation de MAPKAPK.

Types

Chez les mammifères, il existe plus d'une douzaine d'enzymes MAPK qui régulent de manière coordonnée la prolifération, la différenciation, la motilité et la survie cellulaire. Les plus connues sont les MAPK conventionnelles, qui comprennent les kinases extracellulaires régulées par le signal 1 et 2 (ERK1/2), les kinases amino-terminales c-Jun 1 à 3 (JNK1 à -3), p38 (α, β, γ, et δ) et les familles ERK5.

Il existe d'autres enzymes MAPK atypiques, notamment ERK3/4, ERK7/8 et Nemo-like kinase (NLK), qui ont une régulation et des fonctions distinctes. Ensemble, les MAPK régulent un grand nombre de substrats, y compris les membres d'une famille de protéines Ser/Thr kinases appelées protéines kinases activées par MAPK (MAPKAPK). Les MAPKAPK sont des enzymes apparentées qui répondent à la stimulation extracellulaire par la phosphorylation directe de la boucle d'activation dépendante de la MAPK et l'activation de la kinase.

Il existe cinq sous-familles MAPKAPK : la kinase ribosomale S6 p90 (RSK), la kinase activée par les mitogènes et le stress (MSK), la kinase interagissant avec MAPK (MNK), la protéine kinase 2/3 activée par MAPK (MK2/3) et MK5 (également connue sous le nom de protéine kinase régulée/activée par p38 [PRAK]). Ces enzymes ont diverses fonctions biologiques, notamment la régulation de l'expression des nucléosomes et des gènes, la stabilité et la traduction de l'ARNm, ainsi que la prolifération et la survie cellulaire.

Rôle dans la mitose

ERK1 et ERK2 de la protéine kinase activée par un mitogène (kinases extracellulaires régulées par le signal) dans la mitose des cellules somatiques, un anticorps phospho-MAP kinase hautement spécifique permet de montrer qu'une partie de la la MAP kinase active est localisée au niveau des kinétochores, des asters et du milieu du corps pendant la mitose.

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