Mitogen-Activated Protein Kinase: Conservation of a Three-Kinase Module From Yeast to Human

Physiological Reviews - Tập 79 Số 1 - Trang 143-180 - 1999
Christian Widmann1, Spencer B. Gibson1, Matthew Jarpe1, Gary L. Johnson1
1Program in Molecular Signal Transduction, Division of Basic Sciences, National Jewish Medical and Research Center, Denver, Colorado

Tóm tắt

Widmann, Christian, Spencer Gibson, Matthew B. Jarpe, and Gary L. Johnson. Mitogen-Activated Protein Kinase: Conservation of a Three-Kinase Module From Yeast to Human. Physiol. Rev. 79: 143–180, 1999. — Mitogen-activated protein kinases (MAPK) are serine-threonine protein kinases that are activated by diverse stimuli ranging from cytokines, growth factors, neurotransmitters, hormones, cellular stress, and cell adherence. Mitogen-activated protein kinases are expressed in all eukaryotic cells. The basic assembly of MAPK pathways is a three-component module conserved from yeast to humans. The MAPK module includes three kinases that establish a sequential activation pathway comprising a MAPK kinase kinase (MKKK), MAPK kinase (MKK), and MAPK. Currently, there have been 14 MKKK, 7 MKK, and 12 MAPK identified in mammalian cells. The mammalian MAPK can be subdivided into five families: MAPKerk1/2, MAPKp38, MAPKjnk, MAPKerk3/4, and MAPKerk5. Each MAPK family has distinct biological functions. In Saccharomyces cerevisiae, there are five MAPK pathways involved in mating, cell wall remodelling, nutrient deprivation, and responses to stress stimuli such as osmolarity changes. Component members of the yeast pathways have conserved counterparts in mammalian cells. The number of different MKKK in MAPK modules allows for the diversity of inputs capable of activating MAPK pathways. In this review, we define all known MAPK module kinases from yeast to humans, what is known about their regulation, defined MAPK substrates, and the function of MAPK in cell physiology.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1074/jbc.271.28.16586

10.1091/mbc.8.2.249

10.1074/jbc.272.40.24731

AHN N. G., 1991, J. Biol. Chem., 266, 4220, 10.1016/S0021-9258(20)64310-1

10.1042/bst0230605

ALVAREZ E., 1991, J. Biol. Chem., 266, 15277, 10.1016/S0021-9258(18)98613-8

10.1038/343651a0

AOKI M., 1991, Oncogene, 6, 1515

AOKI M., 1993, J. Biol. Chem., 268, 22723, 10.1016/S0021-9258(18)41587-6

ASHWORTH A., 1992, Oncogene, 7, 2555

10.1074/jbc.270.47.27995

10.1128/MCB.13.8.4745

10.1128/MCB.16.7.3637

10.1006/jmbi.1994.1222

BASU T., 1994, Oncogene, 9, 3483

10.1093/nar/15.2.595

10.1101/gad.9.24.3149

BIENSTOCK R. J., 1996, Cancer Res., 56, 2539

10.1074/jbc.271.10.5361

10.1016/0968-0004(94)90147-3

10.1074/jbc.270.44.26303

10.1073/pnas.84.16.5848

10.1074/jbc.271.2.639

10.1093/nar/14.2.1009

10.1074/jbc.273.4.1843

10.1002/j.1460-2075.1995.tb07139.x

10.1016/S0959-440X(96)80060-1

10.1172/JCI119603

10.1016/0092-8674(91)90098-J

10.1126/science.2164259

10.1038/383489a0

10.1074/jbc.272.35.22173

10.1126/science.7681220

BRIZA P., 1988, J. Biol. Chem., 263, 11569, 10.1016/S0021-9258(18)37997-3

BRIZA P., 1990, J. Biol. Chem., 265, 15118, 10.1016/S0021-9258(18)77231-1

BROTT B. K., 1994, Cell Growth Differ., 4, 921

10.1006/bbrc.1993.1770

10.1016/S0092-8674(00)80351-7

10.1016/S0092-8674(00)80339-6

10.1042/bj2900545

CATLING A. D., 1994, J. Biol. Chem., 269, 30014, 10.1016/S0021-9258(18)43982-8

10.1101/gad.11.6.688

10.1128/MCB.5.8.1878

10.1016/S0952-7915(96)80130-0

10.1073/pnas.94.24.13169

10.1016/0092-8674(94)90406-5

10.1128/MCB.13.8.4679

CHEN Q., 1994, J. Biol. Chem., 269, 26602, 10.1016/S0021-9258(18)47058-5

10.1074/jbc.271.50.31929

10.1074/jbc.271.15.8951

10.1016/0092-8674(94)90427-8

10.1126/science.278.5343.1638

10.1074/jbc.271.11.6497

10.1073/pnas.92.17.7892

10.1128/MCB.9.7.3143

10.1016/0092-8674(82)90426-3

10.1128/MCB.1.2.165

COOPER J. A., 1983, J. Biol. Chem., 258, 1108, 10.1016/S0021-9258(18)33165-X

10.1016/S0092-8674(05)80018-2

10.1016/0092-8674(89)90509-6

10.1074/jbc.272.23.15023

10.1073/pnas.88.19.8845

10.1126/science.1411546

10.1016/0092-8674(93)90411-I

10.1002/j.1460-2075.1996.tb00790.x

10.1038/379557a0

10.1007/BF00020188

10.1089/dna.1991.10.505

10.1126/science.7604263

10.1016/0092-8674(94)90380-8

10.1126/science.7839144

10.1126/science.277.5326.693

10.1016/S0960-9822(00)00155-X

10.1074/jbc.272.7.3871

10.1016/0378-1119(93)90312-Q

10.1111/j.1432-1033.1995.492_b.x

DOWNWARD J., 1996, Cancer Surv., 27, 87

10.1105/tpc.5.1.87

10.1074/jbc.270.3.987

10.1073/pnas.88.21.9392

10.1016/0092-8674(90)90668-5

10.1091/mbc.4.5.495

10.1074/jbc.272.5.2668

10.1074/jbc.271.40.24329

10.1074/jbc.270.48.28897

10.1016/0955-0674(93)90112-4

10.1016/0378-1119(93)90411-U

EYCHENE A., 1992, Oncogene, 7, 1315

10.1093/emboj/16.16.4961

10.1074/jbc.273.6.3476

10.1038/371612a0

10.1074/jbc.271.44.27366

FARIS M., 1998, J. Immunol., 160, 134, 10.4049/jimmunol.160.1.134

FAUX M. C., 1996, Trends Biochem. Sci., 21, 312

10.1073/pnas.91.4.1270

10.1074/jbc.272.27.16917

10.1126/science.8085158

10.1073/pnas.86.15.5805

10.1126/science.7939632

10.1074/jbc.272.51.32642

10.1126/science.8047888

GALLO K. A., 1994, J. Biol. Chem., 269, 15092, 10.1016/S0021-9258(17)36578-X

10.1007/s003359900242

10.1074/jbc.271.24.14560

10.1101/gad.6.7.1280

10.1128/MCB.14.10.6996

10.1074/jbc.272.13.8288

10.1126/science.1496375

10.1016/0092-8674(92)90079-R

10.1016/0092-8674(95)90123-X

10.1093/emboj/16.12.3563

10.1006/geno.1997.4633

10.1073/pnas.94.7.3302

10.1016/0014-5793(92)80612-K

10.1111/j.1432-1033.1996.0690w.x

10.1002/j.1460-2075.1991.tb07809.x

10.1002/j.1460-2075.1996.tb00731.x

10.1002/j.1460-2075.1996.tb00636.x

10.1126/science.7824938

10.1016/0896-6273(95)90331-3

10.1074/jbc.273.1.369

10.1038/386296a0

10.1126/science.7914033

10.1038/363133a0

10.1128/MCB.18.6.3527

10.1002/j.1460-2075.1991.tb04979.x

10.1093/oxfordjournals.jbchem.a021764

HAYSTEAD C. M., 1994, J. Biol. Chem., 269, 12804, 10.1016/S0021-9258(18)99947-3

10.1093/nar/19.13.3743

HERMEKING H., 1997, Mol. Biol. Cell, 1, 3

10.1016/0092-8674(95)90402-6

HIRAI S.-I., 1996, Oncogene, 12, 641

10.1074/jbc.272.24.15167

10.1074/jbc.271.22.13234

10.1074/jbc.272.7.4568

10.1074/jbc.272.40.24994

HOLZMAN L. B., 1994, J. Biol. Chem., 269, 30808, 10.1016/S0021-9258(18)47353-X

10.1101/gad.11.13.1728

10.1016/0092-8674(92)90361-F

10.1038/sj.onc.1201401

10.1016/0167-4889(94)90140-6

10.1016/S0968-0004(96)10068-2

10.1007/BF00037031

10.1126/science.275.5296.90

ING Y. L., 1994, Oncogene, 9, 1745

INOUYE C., 1997, Genetics, 147, 479, 10.1093/genetics/147.2.479

10.1126/science.278.5335.103

10.1126/science.8085159

10.1128/MCB.13.5.3076

10.1128/MCB.7.3.1226

ISHIKAWA F., 1997, Oncogene Res., 1, 243

10.1006/bbrc.1997.6140

10.1128/MCB.14.10.6944

10.1074/jbc.272.7.4219

10.1128/MCB.14.12.8212

10.1074/jbc.271.30.17920

10.1074/jbc.272.48.30122

JIMENEZ L. A., 1997, Am. J. Physiol., 273, L1029

10.1016/S0092-8674(00)81092-2

10.1073/pnas.93.20.11274

10.1007/BF02191708

10.1046/j.1365-313X.1993.03040611.x

10.1101/gad.8.24.2996

10.1016/S1097-2765(00)80054-4

10.1016/0014-5793(95)01442-X

10.1093/emboj/16.23.7054

KATOH M., 1995, Oncogene, 10, 1447

10.1083/jcb.106.4.1395

10.1002/j.1460-2075.1996.tb01093.x

10.1126/science.7618083

10.1126/science.1862342

10.1126/science.1862343

10.1073/pnas.90.18.8683

10.1038/349426a0

10.1101/gad.9.6.756

10.1002/j.1460-2075.1993.tb05713.x

10.1074/jbc.270.46.27395

10.1101/gad.8.3.313

10.1101/gad.8.18.2151

10.1128/MCB.17.7.3947

10.1038/358417a0

10.1038/369156a0

10.1101/gad.8.2.160

10.1126/science.8073291

10.1126/science.8385802

10.1074/jbc.271.34.20608

10.1007/978-1-4615-5873-6_5

10.1073/pnas.93.9.4355

10.1016/S0092-8674(00)81842-5

10.1038/372739a0

10.1006/geno.1994.1125

10.1128/MCB.13.5.3067

10.1128/MCB.12.1.172

10.1038/369411a0

10.1093/nar/16.21.10357

10.1083/jcb.122.5.1079

10.1016/0006-291X(91)91582-W

10.1038/376737a0

10.1083/jcb.116.5.1221

10.1016/S0378-1119(97)00124-8

10.1126/science.276.5321.2054

10.1074/jbc.271.38.22953

10.1016/0092-8674(93)90666-E

10.1016/S0092-8674(00)81375-6

10.1016/0167-4889(94)90033-7

10.1126/science.275.5298.394

10.1016/S0960-9822(06)00052-2

10.1074/jbc.272.7.4637

10.1093/emboj/16.14.4317

10.1016/S0092-8674(00)80454-7

10.1074/jbc.271.7.3351

10.1074/jbc.272.38.23690

10.1126/science.7624781

10.1038/367040a0

10.1126/science.280.5360.109

10.1002/j.1460-2075.1995.tb07316.x

10.1074/jbc.272.7.4378

MARAIS R., 1996, Cancer Surv., 27, 101

10.1073/pnas.91.16.7762

MARQUARDT B., 1994, Oncogene, 9, 3213

10.1016/0169-328X(95)00181-Q

10.1126/science.278.5344.1812

10.1002/prot.340220108

MELOCHE S., 1996, Oncogene, 13, 1575

10.1016/0014-5793(96)00255-4

10.1074/jbc.271.15.8971

10.1128/MCB.15.6.3390

10.1073/pnas.88.12.5167

10.1002/j.1460-2075.1992.tb05601.x

10.1074/jbc.270.10.5511

MILTENBERGER R. J., 1993, J. Biol. Chem., 268, 15674, 10.1016/S0021-9258(18)82309-2

10.1016/0092-8674(94)90256-9

10.1128/MCB.16.10.5409

MITCHELL A. P., 1994, Microbiol. Rev., 58, 56, 10.1128/MMBR.58.1.56-70.1994

10.1083/jcb.131.3.791

10.1128/MCB.11.8.4088

10.1046/j.1365-313X.1994.5010111.x

10.1016/0014-5793(93)80852-L

10.1074/jbc.271.23.13675

10.1074/jbc.271.43.26981

10.1073/pnas.93.11.5352

10.1074/jbc.271.8.4319

MUDA M., 1997, J. Cell Biol., 272, 5141

10.1074/jbc.271.44.27205

10.1128/MCB.13.7.4197

10.1016/S0092-8674(00)81067-3

10.1126/science.275.5298.400

10.1002/j.1460-2075.1988.tb02905.x

10.1128/MCB.15.4.2197

10.1016/0168-9525(93)90139-9

10.1091/mbc.4.1.107

NGUYEN T. T., 1993, J. Biol. Chem., 268, 9803, 10.1016/S0021-9258(18)98418-8

10.1002/j.1460-2075.1992.tb05184.x

10.1002/j.1460-2075.1988.tb02875.x

10.1046/j.1365-313X.1997.12010039.x

10.1038/385350a0

10.1128/MCB.16.6.2830

OGATA A., 1997, J. Immunol., 159, 2212, 10.4049/jimmunol.159.5.2212

10.1111/j.1349-7006.1993.tb00170.x

10.1016/0014-5793(93)80596-M

10.1016/0006-291X(92)91891-S

10.1002/j.1460-2075.1994.tb06599.x

10.1073/pnas.90.18.8319

10.1073/pnas.90.6.2251

10.1046/j.1471-4159.1996.66031191.x

10.1016/0092-8674(93)90254-N

10.1128/MCB.13.4.2546

10.1126/science.276.5319.1702

10.1016/S0092-8674(00)80162-2

10.1074/jbc.272.22.14041

PRINTEN J. A., 1994, Genetics, 138, 609, 10.1093/genetics/138.3.609

PULVERER B. J., 1991, Nature, 354, 494, 10.1038/354494a0

10.1016/0896-6273(92)90033-A

10.1074/jbc.272.37.23366

10.1074/jbc.270.13.7420

10.1128/MCB.16.3.1247

10.1074/jbc.271.32.19025

10.1073/pnas.85.11.3753

10.1006/bbrc.1994.1972

10.1006/bbrc.1994.2834

10.1074/jbc.271.36.21691

10.1016/S0083-6729(08)60410-0

10.1101/gad.10.21.2759

10.1101/gad.8.24.2974

10.1073/pnas.86.18.6940

10.1016/0092-8674(94)90277-1

10.1074/jbc.270.20.11757

10.1038/335519a0

10.1002/j.1460-2075.1996.tb00417.x

10.1093/emboj/16.20.6162

10.1038/372794a0

SASAOKA T., 1994, J. Biol. Chem., 269, 32621, 10.1016/S0021-9258(18)31679-X

10.1074/jbc.271.19.11422

10.1128/MCB.8.2.923

SCHULTZ J., 1995, Curr. Biol., 5, 31

10.1073/pnas.94.7.2869

10.1083/jcb.128.3.405

10.1096/fasebj.9.9.7601337

SEGER R., 1992, J. Biol. Chem., 267, 25628, 10.1016/S0021-9258(18)35648-5

10.1126/science.270.5244.1988

10.1007/BF00290443

10.1101/gad.11.8.1008

10.1091/mbc.8.3.409

10.1016/S0378-1119(96)00758-5

10.1074/jbc.272.12.7586

SITHANANDAM G., 1990, Oncogene, 5, 1775

10.1101/gad.10.21.2745

10.1016/S0960-9822(06)00380-0

10.1038/320540a0

10.1007/BF00038997

10.1128/MCB.17.7.3833

10.1074/jbc.271.19.11427

10.1074/jbc.272.31.19509

STORM S. M., 1990, Oncogene, 5, 345

10.1016/0092-8674(94)90056-6

10.1093/emboj/16.6.1279

10.1016/S0898-6568(96)00191-X

10.1016/0092-8674(95)90205-8

SUTHERLAND C. L., 1996, J. Immunol., 157, 3381, 10.4049/jimmunol.157.8.3381

10.1093/emboj/16.16.4973

10.1083/jcb.136.5.1091

TAMEMOTO H., 1992, J. Biol. Chem., 267, 20293, 10.1016/S0021-9258(19)88700-8

10.1126/science.7716517

10.1093/nar/22.22.4673

10.1002/j.1460-2075.1996.tb01094.x

10.1006/bbrc.1997.7580

10.1128/MCB.16.12.6752

10.1101/gad.5.1.60

10.1111/j.1365-2958.1991.tb01993.x

10.1073/pnas.94.14.7337

10.1038/376058a0

10.1128/MCB.14.10.6522

10.1073/pnas.90.13.6213

10.1126/science.274.5288.787

10.1093/nar/12.4.2147

10.1006/dbio.1993.1192

10.1016/S0092-8674(00)80184-1

10.1016/0166-6851(93)90071-5

10.1074/jbc.272.27.17209

10.1038/380541a0

10.1126/science.274.5288.784

10.1002/j.1460-2075.1992.tb05596.x

10.1074/jbc.272.36.22771

10.1126/science.272.5266.1347

10.1083/jcb.137.2.433

10.1074/jbc.271.49.31607

10.1074/jbc.272.38.23668

10.1128/MCB.11.7.3554

10.1002/j.1460-2075.1991.tb05007.x

10.1042/bst025304s

10.1074/jbc.272.20.13180

10.1073/pnas.79.13.4078

10.1073/pnas.89.20.9410

10.1126/science.7667635

10.1007/s001090050063

10.1128/MCB.18.4.2416

10.1074/jbc.273.12.7141

10.1038/sj.onc.1201421

10.1093/emboj/17.9.2619

10.1111/j.1432-1033.1995.249_1.x

10.1007/BF00019302

10.1038/368032a0

10.1073/pnas.92.5.1614

10.1016/S0960-9822(09)00445-X

10.1038/ng0797-293

10.1128/MCB.13.8.4539

10.1073/pnas.90.1.173

10.1074/jbc.271.6.3265

10.1101/gad.8.2.147

10.1101/gad.9.6.742

10.1128/MCB.17.12.7407

10.1126/science.270.5240.1326

10.1128/MCB.14.1.50

10.1073/pnas.93.11.5291

10.1016/S0092-8674(00)80487-0

10.1126/science.270.5244.2008

10.1074/jbc.270.20.11723

10.1074/jbc.272.44.27771

10.1038/39899

10.1016/S0092-8674(00)80294-9

10.1128/MCB.13.9.5738

10.1016/S0092-8674(00)81447-6

10.1021/bi960034c

10.1093/emboj/16.6.1318

10.1083/jcb.139.1.115

10.1073/pnas.92.23.10531

10.1074/jbc.270.41.23934

10.1105/tpc.9.5.809

10.1038/364308a0

10.1038/383168a0

ZHENG C.-F., 1993, J. Biol. Chem., 268, 11435, 10.1016/S0021-9258(18)82142-1

10.1021/bi00184a031

10.1074/jbc.270.21.12665

10.1128/MCB.14.12.8202

10.1091/mbc.6.3.273

10.1038/sj.onc.1201322

10.1128/MCB.15.9.4930