ERK
Definition
ERKs, kurz für extracellular-signal regulated kinases, sind Serin/Threonin-Kinasen, die zu der Gruppe der Mitogen-aktivierten Proteinkinasen (MAPK) zählen. Sie spielen eine zentrale Rolle bei der Signaltransduktion.
Genetik
Es existieren acht verschiedene ERK-Isoformen:
| Protein | Gen | Genlokus |
|---|---|---|
| ERK1 | MAPK3 | 16p11.2 |
| ERK2 | MAPK1 | 22q11.22 |
| ERK3 | MAPK6 | 15q21.2 |
| ERK4 | MAPK4 | 18q21.1-q21.2 |
| ERK5 | MAPK7 | 17p11.2 |
| ERK6 | MAPK12 | 22q13.33 |
| ERK7 | MAPK15 | 8q24.3 |
| ERK8 | MAPK15 | 8q24.3 |
ERK7 und ERK8 besitzen eine 69-%ige Sequenzhomologie und werden beide durch dasselbe Gen kodiert.
Funktion
Basismechanismus
ERKs können durch verschiedene extrazelluläre Signale (z.B. Zytokine, Wachstumsfaktoren, Karzinogene) oder Pathogene) aktiviert werden und steuern wichtige Zellfunktionen wie die Proliferation, Zellwachstum, Adhäsion und die Differenzierung. Sie phosphorylieren mehr als 160 verschiedene Substrate und modulieren darüber grundlegende Prozesse wie die Transkription, Translation und Umstrukturierung des Zytoskeletts.
Ras/Raf/MAPK-Signalweg
ERKs sind Bestandteil des Ras/Raf/MAPK-Signalwegs. Wachstumfaktoren binden an Rezeptortyrosinkinase (RTK) und setzen eine Signalkaskade in Gang, die mehrere nacheinandergeschaltete Kinasen beinhaltet. Durch diese Phosphorylierungskaskade wird das Signal in der Zelle verstärkt.
ERK 1 und 2 werden durch MEK1 und MEK2 phosphoryliert und aktivieren Transkriptionsfaktoren aus der Familie der Aktivatorproteine (AP-1), zu denen auch c-Jun und c-Fos gehören. Durch die Aktivierung dieser Transkriptionsfaktoren wird die Expression von Wachstumsfaktoren und Zytokinen stimuliert. Diese fördern wichtige Zellvorgänge wie die Proliferation.
Toll-like-Rezeptor-4-Signalweg
ERK 1 und 2 spielen auch eine zentrale Rolle bei der Signalweiterleitung über den MYD88-abhängigen Signalweg beim Toll-like-Rezeptor 4 (TLR-4).