丝裂原活化蛋白激酶信号传导系统*
作者：姜勇 刘爱华 赵克森
单位：第一军医大学病理生理教研室和全军休克微循环重点实验室，广州，510515
关键词：信号传导；丝裂原活化蛋白激酶；蛋白质磷酸化
第一军医大学学报990137 摘要：丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是信号从细胞表面传导到细胞核内部的重要传递者。多种细胞生理过程，如生长、发育、分裂、死亡、以及细胞间的功能同步化等都涉及到MAPK信号传导通路的调节。已证实，在哺乳动物细胞存在多条MAPK传导通路。90年代初在哺乳动物细胞发现ERK介导生长因子有关的刺激引起的细胞反应。近年来又发现和克隆了JNK、p38、ERK5(BMK1)三个新的MAPK亚族。这些新的MAPK介导了物理、化学应激、细菌产物、炎性细胞因子等多种刺激引起的细胞反应。MAPK通路并非单一的传导通路，而是代表了对不同刺激引起特定细胞生理反应的一种普遍机制。
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中图分类号：Q42
丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是信号从细胞表面传导到细胞核内部的重要传递者[1,2]。近年来，对丝裂原活化蛋白激酶的研究，使人们对蛋白质磷酸化在信号传导中的作用有了一步的认识。对MAPK的调节涉及细胞生长、发育、分裂、死亡以及细胞间的功能同步化等多种细胞生理过程[1]。在酵母细胞，已证实不同的传导通路可激活多个各自不同的MAPK。在哺乳动物细胞，MAPK家族的细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)亚族已得到比较详细的研究[1,2]。然而，实验证实，除ERK之外还有其它MAPK存在。譬如，最近鉴定的c-Jun氨基末端激酶(JNK)、p38、BMK1(ERK5)等另外几个MAPK亚族[3～6]。这些亚族具有不同的底物作用特异性，并且被不同的细胞外刺激所调节[4～6]。每个亚族包含多个亚型，而且不同亚型之间也具有不同的特性[4-7]。从各种细胞外刺激作用于细胞，到细胞作出适当的反应，这中间通过了MAPK传导通路多级激酶的级联反应。不同的激酶级联会对特定的刺激起反应，而相互之间又有交叉作用，从而完成生命的多种功能。由此看来，MAPK通路并非单一的传导通路，而是代表了对不同刺激引起特定细胞生理反应的一种普遍机制[1,2]。
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1 啤酒酵母(S.Cerevisiae) MAPK传导通路
啤酒酵母基因组比较简单，常被用作真核生物基因功能研究模型，对其基因组的分析和功能研究有助于揭示基因的功能。用基因学分析的方法，在啤酒酵母，已鉴定了几个MAPK传导通路[8](图1)。
图1 S.Cerevisiae酵母MAPK信号传导通路示意图
1.1 KSS1/FUS3通路 当酵母暴露于交配信息素时被激活[8]。这条信号传导通路的缺陷，导致绝育表型，使酵母不能繁殖。基因学分析确定了KSS1/FUS3和MAPK1的多个组成部分[8,9]。
1.2 MPK1通路 是构建细胞壁所必需的[8]。缺乏MPK1的突变酵母菌株由于细胞壁的生物合成障碍，引起溶菌表型。
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1.3 HOG1通路 当酵母生长在高渗环境时被激活，导致甘油合成增加。合成的甘油可作为渗透压平衡因素以对抗细胞外高渗，使酵母在高渗应激条件下仍可生长。这条通路的突变，使酵母细胞对高渗环境敏感。这条通路包括HOG1 MAPK和PBS2 MAPKK。HOG1通路被二元系统的SLN1-SSK1调控。
1.4 SMK1通路 是芽胞形成所必需的。缺乏SMK1的突变酵母菌株细胞壁生物合成异常，子囊形成缺陷。
除了上述几条通路外，很可能还有其它的MAPK通路，是假菌丝生长和其它细胞过程所必需的，这有待将来进一步研究。MAPK激酶反应级联信号传递的共同特征是：细胞受到刺激后通过某种中间环节使MAPK激酶的激酶(MAPKKK)激活，转而激活MAPK激酶(MAPKK)。 MAPKK激活后转而通过双位点磷酸化调控MAPK的活性，即MAPK激酶级联信号传递的顺序是：MAPKKK→MAPKK→MAPK[2]。MAPK被激活后可通过磷酸化作用调节包括多种转录因子、细胞骨架相关蛋白、其它酶类等多种蛋白质的活性[2,7]。在这种级联信号传递过程中，上游激酶对下游底物的选择性以及系链蛋白STE5将有关蛋白联系在一起，使信号传导具有特异性[9]。
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2 哺乳动物细胞MAPK信号传导通路
目前，在哺乳动物细胞已鉴定了4条MAPK信号传导通路[10](图2)：ERK通路、JNK通路、p38通路和ERK5通路。
图2 哺乳动物细胞MAPK信号传导通路
首先确立的是ERK通路。已证实这些酶在生长因子相关刺激引起的细胞反应中起着重要的调控作用。ERK亚族至少包含有两个亚型：ERK1和ERK2。
第二条MAPK传导通路是JNK通路。物理、化学因素引起的细胞外环境变化以及致炎细胞因子调节这条通路，从而导致转录因子如c-Jun的磷酸化[7]。JNK亚族已克隆了三个亚型：JNK1、JNK2和JNK3[7]。第三条MAPK通路是p38通路。紫外线照射、细胞外高渗、致炎细胞因子以及细菌病原体等都能激活这条通路[3,11]。实验证明，这条通路和炎症反应有关。用吡啶异咪哒唑衍生物FHPI抑制p38活性可减少或阻断多种炎性介质，如TNF-α、IL-1β、IL-6以及某些和HIV有关的细胞因子的产生[11,12]。至今p38 MAPK亚族已发现四个亚型：p38、p38β、p38γ和p38δ[3～6]。
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另外一个MAPK家族成员是最近克隆的ERK5[13]或BMK1[14]。有人报道BMK1可被H2O2激活，但其功能现在还不清楚[14]。这个亚族目前只发现一个亚型。
哺乳细胞MAPK级联信号传递的过程与酵母的情况类似，也是通过保守的三级激酶级联反应传递信号，即MAPKKK→MAPKK→MAPK[2]。激活的MAPK通过磷酸化多种转录因子、细胞骨架蛋白、其它酶类等多种底物来调节多种细胞生理过程[2,7]。
3 MAPK活性的调节
虽然这些MAPK通路具有不同的作用，但都是通过激酶级联反应引起MAPKK激活，然后MAPKK再通过双位点，即苏氨酸(T)和酪氨酸(Y)磷酸化激活MAPK[1]。这两个磷酸化位点中间被一氨基酸分开，构成三肽基TXY。三肽基位于蛋白激酶第VII和VIII亚区之间的Loop-12环状结构(L12)内[15]。这一区被认为是决定包括各种MAPK在内的多种蛋白激酶活性的关键结构[10,15,16]。不同的MAPK亚族成员，其双磷酸化位点之间的X氨基酸不同。在酵母MPK1、KSS1、FUS3和人ERK1、ERK2和ERK5(BMK1) 双磷酸化位点的三肽基为TEY；在酵母HOG1和人p38、p38β、p38γ、p38δ为TGY；在人JNK1、JNK2和JNK3为TPY；在酵母SMK1为TNY [1～7]。
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MAPK只有在T和Y同时被磷酸化时才具有全部活性，但用带负电荷的酸性氨基酸-谷氨酸(E)和/或天冬氨酸(D)分别代替磷酸化位点的苏氨酸和酪氨酸，至今还未能得到结构活性突变体。而用这种氨基酸模拟替代的方法，已在多个MAPKK水平的激酶成功地突变出活性体[10]。说明MAPK双位点磷酸化激活确实具有特异性。
虽然所有MAPK都被相邻的苏氨酸和酪氨酸双位点磷酸化调控，但每个MAPK都有自己不同的上游激酶[1,16]。总体说来MAPK家族成员序列同源性大于40%，但其对底物的选择作用具有特异性[16]。目前这些上、下游特异性作用的结构基础仍未完全阐明。
p38和ERK2的主要差别在于Loop-12环状结构的序列，我们使用DNA重组技术修饰了p38磷酸化环状结构L12，使其像ERK2结构，发现p38磷酸化基TXY中的X氨基酸和L12中的其它氨基酸都不是控制p38被上游激酶激活的关键结构[16]。Brunet等表达了p38-ERK嵌合体，结果表明，p38的氨基末端部分在同上游激酶相互作用中起决定性作用，而L12对其没有影响[17]。所以，虽然磷酸化环状结构与MAPKK发生作用，但是在p38同MAPKK相互作用的过程中，p38的其它区域决定了MAPKK的特异性。这些区域可能包括p38的氨基末端部分[17]。
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实验还证明，L12长度的变化会影响p38的结构，改变自主磷酸化水平[16]；磷酸化环状结构序列修饰会导致底物选择特异性发生变化[16]。然而磷酸化环状结构是怎样参与底物识别这一重要过程的仍有待进一步研究。
4 MAPK激酶级联的控制
通过受体酪氨酸激酶(RTK)激活MAPK的通路，是目前研究最为清楚的一条通路[10,17]。配基引起受体酪氨酸自主磷酸化。磷酸化的酪氨酸和带有SH2功能区的适配体，如生长因子受体结合蛋白2(Grb2)结合[10,17]。这些适配体募集鸟嘌呤核酸交换因子(GEF)。GEF促进Ras和GTP结合，Ras和GTP结合后又可同蛋白激酶Raf-1和B-Raf结合。由此导致Raf的激酶活性增加。通过Raf1和B-Raf的作用，MEK1和MEK2被磷酸化激活[15,17]。这些MAPKK又可进一步激活MAPK。
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MAPK级联也能被某些G蛋白异源三聚体激活[22]。而这种激活大部分都是Ras依赖性的。一般认为其具体过程和受体酪氨酸激酶类似[22]。但是G蛋白受体引起的Ras非依赖性的MAPK激活也有报道[22]。
许多受体都利用蛋白激酶C(PKC)调节cMAP激酶活性，既可单独作用也可和其他机制共同作用[1,22]。由佛波醇酯引起的MAPK激活效应，在PC12和Jurket细胞是Ras依赖性的，而在成纤维细胞是Ras非依赖性的[22]。PKC在多水平上发生作用，可直接磷酸化Raf-1[22]。但是将该磷酸化位点诱变并不影响包括佛波醇酯在内的多种刺激引起的raf激活[10,22]。PKC的作用目标也可能是更上游的激酶或在MAPK水平。
5 MAPK传导通路间的关系
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细胞内同时存在多条MAPK信号传导通路，就引出了这样一些问题：这些传导通路之间是什么样的关系？每条传导路功能是独立的呢？还是相互之间有重叠呢？酵母基因学的分析表明，HOG1、MPK1和KSS1/FUS3传导通路的功能是独立的[8]。PBS2缺乏的突变株不能激活HOG1，但对激活MPK1、FUS3和KSS1却无明显障碍[8]。是什么维持这些传导通路独立呢？每个反应级联蛋白激酶的底物特异性可能是决定因素之一。譬如人MEK1和MEK2只能激活ERK，不能激活JNK。另外一个方面的特异性可能由系链蛋白，如STE5，产生。这种系链蛋白可以和MAPK级联的多个激酶成分结合，形成一个功能性信号传递的模型[20]。酵母双杂合系统以及生物化学测定的实验结果表明，STE5和MAPK级联的各个组成成分相互作用[9]。STE5同STE11、STE7以及FUS3/KSS1连系在一起，而与Gβ(STE4)、STE20、或STE12没有直接联系。进一步的实验表明，STE5可与STE11、STE7、FUS3/KSS1单独结合；用突变和删除的方法证明，在STE5上每个成分都有自己的相应结合区[13,14]。这表明STE5是一个支架连接蛋白，限制MAPK级联的交互作用，使信号传导具有特异性[9]。
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从酵母这种单细胞生物进化到多细胞的哺乳动物，其信号传导系统变得更为精密、复杂。在哺乳动物细胞MAPK信号传导通路存在广泛的交互作用。这种交互作用几乎存在于激酶级联信号传递的每个水平。如上游激酶PAK1既可激活JNK通路又可激活p38通路[4,10]。在MAPKKK水平，最近克隆的MEKK3既可激活MEK1，又可激活MKK4(SEK)[18]；ASK1既可激活MKK3、MKK6又可激活MKK4[19]。在MAPKK水平，MKK4即可激活JNK又可激活p38[2,10]；同样在MAPK水平也存在着这种交互作用，如激活转录因子(ATF2)可同时被JNK和p38激活[4,20]。最近Price报道，紫外线刺激细胞时，p38和ERK两条通路共同激活三元复合因子(TCF)，启动c-fos基因转录[21]。即使在转录因子水平，转录因子之间的相互作用也很普遍。如ATF2可以和c-Jun及CREB(cAMP response element binding protein)形成各种二聚体，对不同的刺激反应，启动不同的基因转录，维持细胞的正常代谢和功能[1,2,20,22]。
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尽管哺乳细胞信号传递广泛存在交互作用。但是每种刺激会引起特定的细胞生理反应，说明每条传导路又具有一定的独立性[2,10,22]。各种信号传递通路之间功能既独立又相互作用，这是一个令人感兴趣的问题，无疑需要进一步研究和探索。
*国家自然科学基金重点(39830400)面上项目(39800074、39870332)、军事杰出人才基金(980720)
作者简介：姜勇，男，1964年出生，博士，教授，从事细胞内信号转导研究，在国内，外发表论文50余篇，电话85148376
参考文献
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(收稿日期：1998-06-25), http://www.100md.com
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关键词：信号传导；丝裂原活化蛋白激酶；蛋白质磷酸化
第一军医大学学报990137 摘要：丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是信号从细胞表面传导到细胞核内部的重要传递者。多种细胞生理过程，如生长、发育、分裂、死亡、以及细胞间的功能同步化等都涉及到MAPK信号传导通路的调节。已证实，在哺乳动物细胞存在多条MAPK传导通路。90年代初在哺乳动物细胞发现ERK介导生长因子有关的刺激引起的细胞反应。近年来又发现和克隆了JNK、p38、ERK5(BMK1)三个新的MAPK亚族。这些新的MAPK介导了物理、化学应激、细菌产物、炎性细胞因子等多种刺激引起的细胞反应。MAPK通路并非单一的传导通路，而是代表了对不同刺激引起特定细胞生理反应的一种普遍机制。
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丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)是信号从细胞表面传导到细胞核内部的重要传递者[1,2]。近年来，对丝裂原活化蛋白激酶的研究，使人们对蛋白质磷酸化在信号传导中的作用有了一步的认识。对MAPK的调节涉及细胞生长、发育、分裂、死亡以及细胞间的功能同步化等多种细胞生理过程[1]。在酵母细胞，已证实不同的传导通路可激活多个各自不同的MAPK。在哺乳动物细胞，MAPK家族的细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)亚族已得到比较详细的研究[1,2]。然而，实验证实，除ERK之外还有其它MAPK存在。譬如，最近鉴定的c-Jun氨基末端激酶(JNK)、p38、BMK1(ERK5)等另外几个MAPK亚族[3～6]。这些亚族具有不同的底物作用特异性，并且被不同的细胞外刺激所调节[4～6]。每个亚族包含多个亚型，而且不同亚型之间也具有不同的特性[4-7]。从各种细胞外刺激作用于细胞，到细胞作出适当的反应，这中间通过了MAPK传导通路多级激酶的级联反应。不同的激酶级联会对特定的刺激起反应，而相互之间又有交叉作用，从而完成生命的多种功能。由此看来，MAPK通路并非单一的传导通路，而是代表了对不同刺激引起特定细胞生理反应的一种普遍机制[1,2]。
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1 啤酒酵母(S.Cerevisiae) MAPK传导通路
啤酒酵母基因组比较简单，常被用作真核生物基因功能研究模型，对其基因组的分析和功能研究有助于揭示基因的功能。用基因学分析的方法，在啤酒酵母，已鉴定了几个MAPK传导通路[8](图1)。
图1 S.Cerevisiae酵母MAPK信号传导通路示意图
1.1 KSS1/FUS3通路 当酵母暴露于交配信息素时被激活[8]。这条信号传导通路的缺陷，导致绝育表型，使酵母不能繁殖。基因学分析确定了KSS1/FUS3和MAPK1的多个组成部分[8,9]。
1.2 MPK1通路 是构建细胞壁所必需的[8]。缺乏MPK1的突变酵母菌株由于细胞壁的生物合成障碍，引起溶菌表型。
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1.3 HOG1通路 当酵母生长在高渗环境时被激活，导致甘油合成增加。合成的甘油可作为渗透压平衡因素以对抗细胞外高渗，使酵母在高渗应激条件下仍可生长。这条通路的突变，使酵母细胞对高渗环境敏感。这条通路包括HOG1 MAPK和PBS2 MAPKK。HOG1通路被二元系统的SLN1-SSK1调控。
1.4 SMK1通路 是芽胞形成所必需的。缺乏SMK1的突变酵母菌株细胞壁生物合成异常，子囊形成缺陷。
除了上述几条通路外，很可能还有其它的MAPK通路，是假菌丝生长和其它细胞过程所必需的，这有待将来进一步研究。MAPK激酶反应级联信号传递的共同特征是：细胞受到刺激后通过某种中间环节使MAPK激酶的激酶(MAPKKK)激活，转而激活MAPK激酶(MAPKK)。 MAPKK激活后转而通过双位点磷酸化调控MAPK的活性，即MAPK激酶级联信号传递的顺序是：MAPKKK→MAPKK→MAPK[2]。MAPK被激活后可通过磷酸化作用调节包括多种转录因子、细胞骨架相关蛋白、其它酶类等多种蛋白质的活性[2,7]。在这种级联信号传递过程中，上游激酶对下游底物的选择性以及系链蛋白STE5将有关蛋白联系在一起，使信号传导具有特异性[9]。
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2 哺乳动物细胞MAPK信号传导通路
目前，在哺乳动物细胞已鉴定了4条MAPK信号传导通路[10](图2)：ERK通路、JNK通路、p38通路和ERK5通路。
图2 哺乳动物细胞MAPK信号传导通路
首先确立的是ERK通路。已证实这些酶在生长因子相关刺激引起的细胞反应中起着重要的调控作用。ERK亚族至少包含有两个亚型：ERK1和ERK2。
第二条MAPK传导通路是JNK通路。物理、化学因素引起的细胞外环境变化以及致炎细胞因子调节这条通路，从而导致转录因子如c-Jun的磷酸化[7]。JNK亚族已克隆了三个亚型：JNK1、JNK2和JNK3[7]。第三条MAPK通路是p38通路。紫外线照射、细胞外高渗、致炎细胞因子以及细菌病原体等都能激活这条通路[3,11]。实验证明，这条通路和炎症反应有关。用吡啶异咪哒唑衍生物FHPI抑制p38活性可减少或阻断多种炎性介质，如TNF-α、IL-1β、IL-6以及某些和HIV有关的细胞因子的产生[11,12]。至今p38 MAPK亚族已发现四个亚型：p38、p38β、p38γ和p38δ[3～6]。
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另外一个MAPK家族成员是最近克隆的ERK5[13]或BMK1[14]。有人报道BMK1可被H2O2激活，但其功能现在还不清楚[14]。这个亚族目前只发现一个亚型。
哺乳细胞MAPK级联信号传递的过程与酵母的情况类似，也是通过保守的三级激酶级联反应传递信号，即MAPKKK→MAPKK→MAPK[2]。激活的MAPK通过磷酸化多种转录因子、细胞骨架蛋白、其它酶类等多种底物来调节多种细胞生理过程[2,7]。
3 MAPK活性的调节
虽然这些MAPK通路具有不同的作用，但都是通过激酶级联反应引起MAPKK激活，然后MAPKK再通过双位点，即苏氨酸(T)和酪氨酸(Y)磷酸化激活MAPK[1]。这两个磷酸化位点中间被一氨基酸分开，构成三肽基TXY。三肽基位于蛋白激酶第VII和VIII亚区之间的Loop-12环状结构(L12)内[15]。这一区被认为是决定包括各种MAPK在内的多种蛋白激酶活性的关键结构[10,15,16]。不同的MAPK亚族成员，其双磷酸化位点之间的X氨基酸不同。在酵母MPK1、KSS1、FUS3和人ERK1、ERK2和ERK5(BMK1) 双磷酸化位点的三肽基为TEY；在酵母HOG1和人p38、p38β、p38γ、p38δ为TGY；在人JNK1、JNK2和JNK3为TPY；在酵母SMK1为TNY [1～7]。
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MAPK只有在T和Y同时被磷酸化时才具有全部活性，但用带负电荷的酸性氨基酸-谷氨酸(E)和/或天冬氨酸(D)分别代替磷酸化位点的苏氨酸和酪氨酸，至今还未能得到结构活性突变体。而用这种氨基酸模拟替代的方法，已在多个MAPKK水平的激酶成功地突变出活性体[10]。说明MAPK双位点磷酸化激活确实具有特异性。
虽然所有MAPK都被相邻的苏氨酸和酪氨酸双位点磷酸化调控，但每个MAPK都有自己不同的上游激酶[1,16]。总体说来MAPK家族成员序列同源性大于40%，但其对底物的选择作用具有特异性[16]。目前这些上、下游特异性作用的结构基础仍未完全阐明。
p38和ERK2的主要差别在于Loop-12环状结构的序列，我们使用DNA重组技术修饰了p38磷酸化环状结构L12，使其像ERK2结构，发现p38磷酸化基TXY中的X氨基酸和L12中的其它氨基酸都不是控制p38被上游激酶激活的关键结构[16]。Brunet等表达了p38-ERK嵌合体，结果表明，p38的氨基末端部分在同上游激酶相互作用中起决定性作用，而L12对其没有影响[17]。所以，虽然磷酸化环状结构与MAPKK发生作用，但是在p38同MAPKK相互作用的过程中，p38的其它区域决定了MAPKK的特异性。这些区域可能包括p38的氨基末端部分[17]。
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实验还证明，L12长度的变化会影响p38的结构，改变自主磷酸化水平[16]；磷酸化环状结构序列修饰会导致底物选择特异性发生变化[16]。然而磷酸化环状结构是怎样参与底物识别这一重要过程的仍有待进一步研究。
4 MAPK激酶级联的控制
通过受体酪氨酸激酶(RTK)激活MAPK的通路，是目前研究最为清楚的一条通路[10,17]。配基引起受体酪氨酸自主磷酸化。磷酸化的酪氨酸和带有SH2功能区的适配体，如生长因子受体结合蛋白2(Grb2)结合[10,17]。这些适配体募集鸟嘌呤核酸交换因子(GEF)。GEF促进Ras和GTP结合，Ras和GTP结合后又可同蛋白激酶Raf-1和B-Raf结合。由此导致Raf的激酶活性增加。通过Raf1和B-Raf的作用，MEK1和MEK2被磷酸化激活[15,17]。这些MAPKK又可进一步激活MAPK。
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MAPK级联也能被某些G蛋白异源三聚体激活[22]。而这种激活大部分都是Ras依赖性的。一般认为其具体过程和受体酪氨酸激酶类似[22]。但是G蛋白受体引起的Ras非依赖性的MAPK激活也有报道[22]。
许多受体都利用蛋白激酶C(PKC)调节cMAP激酶活性，既可单独作用也可和其他机制共同作用[1,22]。由佛波醇酯引起的MAPK激活效应，在PC12和Jurket细胞是Ras依赖性的，而在成纤维细胞是Ras非依赖性的[22]。PKC在多水平上发生作用，可直接磷酸化Raf-1[22]。但是将该磷酸化位点诱变并不影响包括佛波醇酯在内的多种刺激引起的raf激活[10,22]。PKC的作用目标也可能是更上游的激酶或在MAPK水平。
5 MAPK传导通路间的关系
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细胞内同时存在多条MAPK信号传导通路，就引出了这样一些问题：这些传导通路之间是什么样的关系？每条传导路功能是独立的呢？还是相互之间有重叠呢？酵母基因学的分析表明，HOG1、MPK1和KSS1/FUS3传导通路的功能是独立的[8]。PBS2缺乏的突变株不能激活HOG1，但对激活MPK1、FUS3和KSS1却无明显障碍[8]。是什么维持这些传导通路独立呢？每个反应级联蛋白激酶的底物特异性可能是决定因素之一。譬如人MEK1和MEK2只能激活ERK，不能激活JNK。另外一个方面的特异性可能由系链蛋白，如STE5，产生。这种系链蛋白可以和MAPK级联的多个激酶成分结合，形成一个功能性信号传递的模型[20]。酵母双杂合系统以及生物化学测定的实验结果表明，STE5和MAPK级联的各个组成成分相互作用[9]。STE5同STE11、STE7以及FUS3/KSS1连系在一起，而与Gβ(STE4)、STE20、或STE12没有直接联系。进一步的实验表明，STE5可与STE11、STE7、FUS3/KSS1单独结合；用突变和删除的方法证明，在STE5上每个成分都有自己的相应结合区[13,14]。这表明STE5是一个支架连接蛋白，限制MAPK级联的交互作用，使信号传导具有特异性[9]。
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从酵母这种单细胞生物进化到多细胞的哺乳动物，其信号传导系统变得更为精密、复杂。在哺乳动物细胞MAPK信号传导通路存在广泛的交互作用。这种交互作用几乎存在于激酶级联信号传递的每个水平。如上游激酶PAK1既可激活JNK通路又可激活p38通路[4,10]。在MAPKKK水平，最近克隆的MEKK3既可激活MEK1，又可激活MKK4(SEK)[18]；ASK1既可激活MKK3、MKK6又可激活MKK4[19]。在MAPKK水平，MKK4即可激活JNK又可激活p38[2,10]；同样在MAPK水平也存在着这种交互作用，如激活转录因子(ATF2)可同时被JNK和p38激活[4,20]。最近Price报道，紫外线刺激细胞时，p38和ERK两条通路共同激活三元复合因子(TCF)，启动c-fos基因转录[21]。即使在转录因子水平，转录因子之间的相互作用也很普遍。如ATF2可以和c-Jun及CREB(cAMP response element binding protein)形成各种二聚体，对不同的刺激反应，启动不同的基因转录，维持细胞的正常代谢和功能[1,2,20,22]。
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尽管哺乳细胞信号传递广泛存在交互作用。但是每种刺激会引起特定的细胞生理反应，说明每条传导路又具有一定的独立性[2,10,22]。各种信号传递通路之间功能既独立又相互作用，这是一个令人感兴趣的问题，无疑需要进一步研究和探索。
*国家自然科学基金重点(39830400)面上项目(39800074、39870332)、军事杰出人才基金(980720)
作者简介：姜勇，男，1964年出生，博士，教授，从事细胞内信号转导研究，在国内，外发表论文50余篇，电话85148376
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(收稿日期：1998-06-25), http://www.100md.com