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Lexikon der Neurowissenschaft: MAP-Kinasen

MAP-Kinasen [Kurzbezeichnung für Mitogen-aktivierte Protein-Kinasen], Abk. MAPK, E mitogen activated protein kinases, Familie von Schlüsselenzymen in Signaltransduktions-Prozessen. Dazu gehören die ERK-Kinasen, die JNK(SAPK)-Kinasen und die p38-Kinasen. ERK-Kinasen vermitteln die Signaltransduktion von Rezeptoren für Wachstums- und Differenzierungsfaktoren sowie Hormonen; aber auch Schmerzreize oder Epilepsie können ERK-Kinasen aktivieren. JNK-Kinasen und p38-Kinasen spielen in der Vermittlung von Streßreizen wie Ultraviolett, Wasserstoffperoxid, reaktive Sauerstoffspezies und proinflammatorische Cytokine wie z.B. TNF-α und Il-1 eine wichtige Rolle; sie werden z.B. bei Ischämie, Alzheimer-Krankheit und Apoptose aktiviert. MAP-Kinasen wirken als Katalysatoren der Phosphatgruppenübertragung (Phosphorylierung) in Protein-Phosphorylierungskaskaden (MAPK-Kaskaden; siehe Abb. ). Alle MAP-Kinasen sind Serin/Threonin-Kinasen, die selbst wiederum über Phosphorylierung an Threonin und Tyrosin innerhalb eines TXY-Motivs aktiviert werden. MAP-Kinasen sind die einzigen bekannten Ser/Thr-Kinasen, die durch Tyr-Phosphorylierung aktiviert werden. Sie werden durch eine MAP-Kinase-Kinase (MAPKK) aktiviert, die wiederum durch eine MAP-Kinase-Kinase-Kinase (MAPKKK) aktiviert wird. Bei Wirbeltieren kommen die gleichen Enzyme in verschiedenen Signalwegen vor, bei Hefe besitzt möglicherweise jeder Signalweg eine eigene MAPKK und MAPK. Gegenspieler von MAPK sind Phosphatasen, wie MKP-1 (MAP-Kinase-Phosphatase 1) und PAC-1, die ebenfalls durch diejenige Stimuli aktiviert werden können, die auch die MAP-Kinasen aktivieren. Substrate für MAP-Kinasen sind u.a. konstitutive und induzierbare Transkriptionsfaktoren oder Proteine des Zellskeletts ( siehe Abb. ).



MAP-Kinasen

MAP-Kinasen-Kaskaden
Die Organisation der MAP-Kinasen-Kaskaden zeigt einen vergleichbaren hierarchischen Aufbau. Kinasen-Kinasen-Kinasen (Tak/Ask, MEKK, Raf) sind Serin-Threonin-Kinasen; Kinasen-Kinasen (MKK, JNKK, MEK) sind Tyrosin-Threonin-Kinasen; Kinasen (ERK, JNK, p38) sind Serin-Threonin-Kinasen. MAP-Kinasen phosphorylieren a) Transkriptionsfaktoren und greifen so in die Genexpression ein und b) Cytoskelettproteine.
ERK extracellular regulated kinase, JNK c-Jun N-terminale Kinase, JNKK JNK-Kinase, MAPK MAP-Kinase, MAPKK MAPK-Kinase, MEK MAP/ERK-Kinase, MEKK MEK-Kinase, SEK SAP/ERK-Kinase, SEKK SAK-Kinase, SAPK stress activated protein kinase

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