Двойная специфичность митоген-активированной протеинкиназы киназы 7, также известный как MAP киназы киназы 7 или MKK7, является ферментом, который в организме человека кодируется MAP2K7 гена. Этот белок является членом семейства митоген-активируемых протеинкиназ-киназ. Белок MKK7 существует в виде шести различных изоформ с тремя возможными N-концами (α, β и γ изоформы) и двумя возможными C-концами (1 и 2 изоформы).
MKK7 участвует в передаче сигнала, опосредуя клеточные ответы на провоспалительные цитокины и стрессы окружающей среды. Эта киназа специфически активирует MAPK8 / JNK1 и MAPK9 / JNK2, и эта киназа сама фосфорилируется и активируется МАР - киназы киназы киназы, включая MAP3K1 / MEKK1, MAP3K2 / MEKK2, MAP3K3 / MEKK5 и MAP4K2 / GCK.
MKK7 экспрессируется повсеместно во всех тканях. Однако он демонстрирует более высокий уровень экспрессии в скелетных мышцах. Обнаружено множество альтернативно сплайсированных вариантов транскриптов, кодирующих разные изоформы.
MAP2K7 также известен как:
Мышиный белок MKK7 кодируется 14 экзонами, которые могут быть альтернативно сплайсированы с образованием группы протеинкиназ. Это приводит к шести изоформам с тремя возможными N-концами (α, β и γ изоформы) и двумя возможными C-концами (1 и 2 изоформы). Молекулярная масса изоформ составляет от 38 до 52 кДа, с 345 до 467 аминокислот.
Физиологическое значение различных изоформ MKK7 все еще неясно. Данные показывают, что MKK7α, у которого отсутствует NH2-концевое удлинение, проявляет более низкую базальную активность в связывании JNK по сравнению с изоформами MKKβ и γ. Повышенная базальная активность β- и γ-изоформ может быть связана с тремя D-мотивами, присутствующими на N-конце этих изоформ.
MKK7 имеет три консервативных D-мотива (MAPK-рекрутирующие короткие линейные мотивы ) на его внутренне неупорядоченном N-конце. D-мотивы обычно состоят из кластера положительно заряженных аминокислот, за которым следуют чередующиеся гидрофобные аминокислоты. D-мотивы строго необходимы для привлечения субстратов MAPKK, таких как JNK. Киназные домены MAPK содержат определенные поверхностные особенности, такие как так называемая общая стыковочная (CD) область, наряду с стыковочной бороздкой (D), которая специфически распознает их родственные D-мотивы. D-мотивы, обнаруженные в MKK7, высокоспецифичны для JNK, но имеют относительно низкую аффинность связывания. Было высказано предположение, что мотивы MKK7 могут взаимодействовать друг с другом для обеспечения эффективного фосфорилирования субстрата. Было показано, что все три D-мотива необходимы для правильного образования комплекса JNK1: MKK7, а также для фосфорилирования и активации JNK1 с помощью MKK7.
Специальное расширение ядра C-концевого домена киназы, так называемый «домен для универсальной стыковки» (DVD), представляет собой область, обнаруженную в MKK7, как и в большинстве известных MAP2K. Область DVD представляет собой стабильную, в основном спиральную складку примерно из 20 аминокислот, которая добавляется на тыльную сторону каталитического ядра доменов киназы MAP2K. Это расширение домена требуется как для специфического связывания, так и для активации MKK7 соответствующими вышестоящими MAPKKK. Другим митоген-активированным протеинкиназным киназам также требуется область DVD (в дополнение к различным другим неканоническим элементам их киназных доменов, таким как «петля MKK1 / 2»), чтобы иметь возможность различать различные вышестоящие MAPKKK. Эти особые взаимодействия MAPKK: MAPKKK киназный домен / киназный домен облегчают фосфорилирование MKK7. В дополнении к активации MKK7, привязка к области DVD может также влиять на MKK7 петле активации таким образом, чтобы Ser и Thr из S -KAK- T - мотив становятся доступными для фосфорилирования.
MKK7 содержит один киназный домен. Прямое взаимодействие MKK7: MAPKKK (с использованием области DVD) облегчает фосфорилирование MKK7 с помощью MAPKKK по серину и треонину в мотиве S -KAK- T в каталитическом домене (киназном домене).
MKK7 играет важную роль в сигнальном пути стресс-активируемой протеинкиназы / N-концевой киназы c-Jun (SAP / JNK). В сотрудничестве с другой митоген-активируемой протеинкиназой киназой MKK4, MKK7 работают как важнейшие трансдукторы перед передачей сигналов JNK. Совместными усилиями два MKK фосфорилируют разные изоформы JNK. В результате MKK7 оказывает большое влияние на многочисленные физиологические процессы, такие как пролиферация и дифференцировка, а также на патологические процессы, такие как апоптоз и онкогенез. MKK7 активируются в результате клеточных стрессов. Они активируются рядом MKKK посредством фосфорилирования по мотиву S- KAK- T, расположенному в киназном домене MKK7s. MKKK связаны с MKK7 через его сайт DVD на С-конце и фосфорилируют MKK7 по остаткам серина и треонина. После активации MKK4 и MKK7 непосредственно фосфорилируют специфические остатки тирозина и треонина, расположенные в консервативном мотиве TPY активационной петли белка JNK. Хотя MKK7 действует за счет двойной специфичности, он имеет тенденцию фосфорилировать треонин на белке JNK, оставляя MKK4 фосфорилировать тирозин. Фосфорилированные и активированные JNK активируют субстраты, такие как факторы транскрипции или проапоптотический белок. MKK7 и MKK4, по-видимому, регулируют экспрессию друг друга, тем самым влияя на передачу сигналов JNK. Монофосфорилирование JNK по остатку треонина является адекватным для увеличения активности JNK, что свидетельствует о том, что MKK7 является важным компонентом активности JNK, в то время как дополнительное фосфорилирование остатка тирозина с помощью MKK4 обеспечивает более благоприятную активацию. В целом, MAP2K7 содержит несколько аминокислотных сайтов, которые фосфорилируются и убиквитинируются.
В дополнение к прямым взаимодействиям между JNK, MKK7 и другими вышестоящими протеинкиназами, различные каркасные белки функционируют для обеспечения специфичности между компонентами сигнального каскада MAPK. Различные изоформы JNK, MAPK и MAPKK (например, MKK7 или MKK4) специфически связываются с белками каркаса. Идентифицировано несколько каркасных белков млекопитающих. К ним относятся JNK-взаимодействующий белок (JIP) 1 и его более близкий гомолог, JIP2 или (полностью неродственные) белки JIP3 и JIP4. Тем не менее было показано, что JIP1 / 2 и JIP3 / 4 могут напрямую взаимодействовать друг с другом. Также было показано, что большое количество Src-homology-3 (POSH) является партнером JIP1 / 2.
Все эти регуляторы пути JNK собирают транспортные комплексы, связанные с кинезин-зависимым везикулярным транспортом. В этом контексте JIP1 / 2 действуют как грузовые адаптеры, связываясь с моторным белком и грузовым белком одновременно. В дополнение к своим «нормальным» грузам (C-концы трансмембранных белков) они также транспортируют ферменты MAP2K и MAP3K, а именно MKK7, DLK и MLK3. Киназы, связанные с каркасом JIP1 / 2, обычно секвестрируются и считаются неактивными. Поскольку механизм связывания груза этого комплекса, как полагают, зависит от фосфорилирования, фосфорилирование с помощью киназы JNK может высвобождать свои собственные вышестоящие активаторы из каркаса, таким образом управляя сильной локальной петлей положительной обратной связи.
Было показано, что MAP2K7 взаимодействует с:
MKK7 участвует в развитии эпителиальных тканей, таких как кожа и легкие, а также в развивающихся зубах во время раннего эмбриогенеза у мышей. Эксперименты также показывают, что MKK7 в дополнение к MKK4 необходимы для организации плана тела млекопитающих во время эмбриогенеза. Было также высказано предположение, что MKK7 функционирует как предполагаемый ген-супрессор метастаз (MSG), возможно, способствуя покою опухоли в месте метастазирования. У мелких млекопитающих стресс, такой как перегрузка давлением, может вызвать гипертрофию сердца и недостаточность, если MKK7 выведен из строя. Условная делеция Map2k7 в нервных стволовых клетках и постмитотических нейронах идентифицировала роль MKK7 в удлинении аксонов. Нейрон-специфическая делеция Map2k7 показала роль MKK7 в возрастной моторной дисфункции. Генетические вариации MAP2K7 были связаны с шизофренией у людей.