MAP激酶路徑(MAP-kinase pathway)
/ MAP kinase = map KY-nase; MAPK /
MAP激酶路徑是細胞中研究得最透徹的、傳遞「生長分裂」這一消息的中繼——它是激酶級聯的教科書範例。它的名字來自絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase),這裡「絲裂原」不過是指那種告訴細胞要進行有絲分裂(即分裂)的訊號。可以把它想成一條由三個站點組成的傳水桶隊列,把一道生長命令從膜一路抬到細胞核,每一次交接都更響亮一分。
其核心是一條由三個激酶組成的鏈條,它們按順序逐個把對方打開,按其位置慣例命名:一個MAP激酶激酶激酶(MAPKKK)給一個MAP激酶激酶(MAPKK)加磷酸並活化它,後者再給MAP激酶(MAPK)本身加磷酸並活化它——這個MAPK常常就是那個叫ERK的激酶。整條鏈通常由上游的生長因子受體啟動:配體活化一個RTK,RTK活化Ras,而活化的Ras抓住第一個激酶(一個叫Raf的MAPKKK),點燃這條級聯。一旦最末端的MAP激酶被打開,它會幹兩類活——它給細胞質裡的蛋白加磷酸以調整它們的活性,又遷入細胞核,在那裡打開轉錄因子,啟動促進細胞生長分裂的那些基因。所以這條路徑把整個訊號故事串了起來:配體、RTK、GTP酶開關、激酶級聯,最後是基因表達的改變。
這條路徑之所以重要,是因為它是生長因子命令細胞增殖所走的主幹道,也因為這條路上幾乎每一個組件一旦突變到卡在「開」,都可能成為致癌的癌基因。突變的Ras、突變的Raf(許多黑色素瘤裡那個BRAF突變很有名),以及過度活躍的上游RTK,都會把這一條級聯卡在開啟狀態。這也使它成為醫學中被重點打擊的一條路徑:抑制BRAF或抑制MAPKK那一步(叫MEK)的藥物,是治療某些黑色素瘤的中流砥柱。MAP激酶路徑是整個本領域中,對「一個表面訊號如何變成一個核內決定」這件事最清晰的單一例證。
大約一半的黑色素瘤帶有一個BRAF突變,把Raf激酶——MAP激酶級聯的第一步——永久地鎖在「開」,於是細胞收到一個永不停歇的生長訊號。專門阻斷突變型BRAF的藥物,常常再搭配下游一步的MEK抑制劑,能讓這些腫瘤顯著縮小——這正是繪清這條路徑所帶來的直接回報。
BRAF突變的黑色素瘤展示了MAP激酶級聯被卡在「開」——以及阻斷其中一級如何能治療這種疾病。
那個三連名字(激酶激酶激酶)不是筆誤,也不是炫技——它字面上就是在描述鏈條中的位置:最頂端的激酶給「給最末激酶加磷酸的那個激酶」加磷酸。這是一種命名約定,而不是三個各幹同一件事的獨立酶。