丝裂原激活蛋白激酶 激酶 激酶 5； MAP3K5

MAP/ERK 激酶激酶 5； MEKK5
MAPKKK5
细胞凋亡信号调节激酶 1；ASK1

HGNC 批准的基因符号：MAP3K5

细胞遗传学位置：6q23.3 基因组坐标（GRCh38）：6:136,557,046-136,793,091（来自 NCBI）

▼ 说明

丝裂原激活蛋白激酶（MAPK） 信号级联包括 MAPK 或细胞外信号调节激酶（ERK）、MAPK 激酶（MAP2K，也称为 MKK 或 MEK）和 MAPK 激酶激酶（MAP3K，也称为 MAPKKK 或 MEKK）。 MAPKK 激酶/MEKK，例如 MAP3K5，磷酸化并激活其下游蛋白激酶 MAPK 激酶/MEK，进而激活 MAPK。这些信号级联的激酶高度保守，并且在酵母、果蝇和哺乳动物细胞中存在同源物（Wang et al., 1996）。

▼ 克隆与表达

王等人（1996） 使用基于简并聚合酶链式反应的策略从人类巨噬细胞文库中分离出编码蛋白激酶的 cDNA，命名为 MAPKKK5。预测的蛋白质包含 1,374 个氨基酸以及所有 11 个激酶子结构域。 Northern 印迹分析显示 MAPKKK5 转录物在人类心脏和胰腺中大量表达。

一条等人（1997） 使用类似的克隆策略来鉴定几乎相同的 MAPKKK cDNA，称为 ASK1，代表凋亡信号调节激酶。推导的蛋白质含有1,375个氨基酸，与酵母SSK2和SSK22关系最密切，它们是酵母HOG1 MAPK的上游调节因子。

▼ 基因功能

王等人（1996） 表明，MAPKKK5 蛋白在体外磷酸化并激活 MKK4（601335），并在 COS 和 293 细胞中瞬时表达期间激活 c-jun N 末端激酶（JNK）/应激激活蛋白激酶（SAPK；601158）； MAPKKK5 没有激活 MAPK/ERK。

一条等人（1997） 发现 ASK1 表达补充了缺乏功能性 SSK2 和 SSK22 的酵母突变体。 ASK1 还激活 MKK3（602315）、MKK4（SEK1） 和 MKK6（601254）。 ASK1 的过度表达会诱导细胞凋亡，并且 ASK1 在用肿瘤坏死因子-α（TNFA；191160） 处理的细胞中被激活。

西藤等人（1998） 表明 ASK1 与 TRAF 家族成员相互作用，并在 TNF 信号通路中被 TRAF2（601895） 激活。被 TRAF2 激活后，ASK1 激活 MKK4，MKK4 进而激活 JNK。因此，ASK1 是 TRAF2 诱导的 JNK 激活的介体。

Saitoh 等人通过酵母 2 杂交分析人脑 cDNA 文库（1998） 确定硫氧还蛋白（TXN; 187700） 和 ASK1 是相互作用的伙伴。 TXN 在体外和体内均与 ASK1 的 N 端部分相关，并且 TXN 和 ASK1 之间的相互作用高度依赖于 TXN 的氧化还原状态。 TXN 的表达抑制 ASK1 激酶活性和 ASK1 依赖性细胞凋亡。 TXN 的抑制导致内源性 ASK1 活性的激活。齐藤等人（1998）得出结论，TXN是ASK1的生理抑制剂，可能参与细胞凋亡信号转导途径的氧化还原调节。

假结核耶尔森菌的毒力因子 YopJ 是一种 33 kD 的蛋白质，可干扰多种信号传导途径。这些包括抑制细胞外信号调节激酶 ERK（600997）、c-jun NH2 末端激酶（JNK；参见 601158） 和 p38 丝裂原激活蛋白激酶（600289） 通路以及抑制核因子 kappa B（NF） -kappa-B；参见 164011） 途径。 YopJ 的表达与耶尔森氏菌诱导细胞凋亡有关。 Orth 等人使用基于 LexA-YopJ 融合蛋白和 HeLa cDNA 文库的酵母 2 杂交筛选（1999） 鉴定了 YopJ 的哺乳动物结合伴侣。其中包括 GAL4 激活结构域与 MAPK 激酶 MKK1（176872）、MKK2（601263） 和 MKK4/SEK1（601335） 的融合蛋白。 YopJ 在体外被发现可直接与 MKK 结合，包括 MKK1、MKK3（602315）、MKK4 和 MKK5。 YopJ 与 MKK 的结合阻断了 MKK 的磷酸化和随后的激活。这些结果解释了 YopJ 在抑制 ERK、JNK、p38 和 NF-kappa-B 信号通路、阻止细胞因子合成和促进细胞凋亡方面的多种活性。在许多动植物细菌病原体中发现的 YopJ 相关蛋白可能具有阻断 MKK 的功能，从而在感染时调节宿主信号反应。

McDonald 等人使用酵母 2-杂交筛选（2000） 将 JNK3（602897） 鉴定为 β-arrestin-2（ARBB2；107941） 的结合伴侣。这些结果通过小鼠脑提取物的免疫共沉淀和 COS-7 细胞的共转染得到证实。上游 JNK 激活剂 ASK1 和 MKK4（601335） 也被发现与 ARBB2 形成复合物。 ARBB2 的细胞转染导致 JNK3 保留在胞质中，并增强 ASK1 刺激的 JNK3 磷酸化。此外，刺激血管紧张素 II 1A 型受体（AGTR1；106165）可激活 JNK3，并触发 ARBB2 和活性 JNK3 共定位至细胞内囊泡。因此，麦克唐纳等人（2000） 得出结论，ARBB2 作为支架蛋白，使该 MAPK 模块的空间分布和活性受到 G 蛋白偶联受体的控制。

HIV-1 Nef 蛋白诱导受感染细胞上 FAS 配体（TNFSF6；134638）的表达，从而诱导邻近细胞凋亡，包括 HIV-1 特异性细胞毒性 T 淋巴细胞（Xu 等，1997）。 Geleziunas 等人通过捕获与含有 HIV-1 Nef 的 GST 融合蛋白相互作用的细胞蛋白，然后进行微肽序列和免疫印迹分析（2001） 鉴定出与 ASK1 相同的 160 kD 蛋白质。免疫沉淀分析表明 Nef 与 ASK1 相互作用，但不与 MAP3K3 相互作用（602539）。转染和免疫沉淀分析表明，野生型而非 N 末端肉豆蔻酰化或 R106A 突变体，Nef 抑制 ASK1、FAS（134637） 和 TNFA 诱导的 JNK 介导的细胞凋亡激活，但不抑制 MAP3K1-600982 诱导的细胞凋亡激活。 Nef 抑制 TNFA 诱导的 ASK1 与 TXN 的解离，TXN 是 ASK1 催化活性的抑制剂。 HIV 病毒株感染 ASK1 结合野生型（而非 ASK1 结合 R106A Nef 突变体）也能抑制 TNFA 和抗 FAS 诱导的细胞凋亡。免疫印迹分析表明，只有野生型 Nef 抑制 ASK1 催化、凋亡诱导形式的表达。格莱齐乌纳斯等人（2001） 得出结论，HIV-1 Nef 通过模仿 TXN 或 14-3-3 蛋白的作用，增强了受感染细胞对 FAS 和 TNFA 诱导的细胞凋亡的抵抗力，使宿主细胞能够存活并产生新的感染性病毒体（参见YWHAE, 605066） 阻止 ASK1 激活。

Chang 等人使用免疫沉淀激酶分析（1998） 表明，通过与 DAXX（603186） 或 JNK 激活结构域（氨基酸 501 至 625）共表达，可增强 ASK1 的活性，但不会增强 TAK1（MAP3K7; 602614） 或 ASK1 lys709-to-arg 突变体的活性。达克斯。研究发现 FAS 激活可增强内源性 ASK1 活性。酵母 2 杂交分析证实 ASK1 直接与 DAXX 相互作用，但不与 FAS 相互作用，表明 DAXX 充当 FAS 和 ASK1 之间的桥梁。张等人（1998） 得出的结论是，DAXX-ASK1 连接提供了一种通过 FAS 和其他刺激对 JNK 进行孤立于 半胱天冬酶 激活的机制。

拉乌尔等人（2002） 表明 Fas 通过 p38 激酶介导的神经元一氧化氮合酶（nNOS; 163731） 的转录上调来特异性触发运动神经元中的细胞死亡。 ASK1 和 Daxx 作用于 Fas 信号通路中 p38 的上游。作者还表明，运动神经元细胞死亡需要 NO 途径和经典 FADD（602457）/半胱天冬酶-8（601763） 途径的协同激活。在其他细胞类型中没有发现 Fas/NO 途径参与的证据。表达肌萎缩侧索硬化症（ALS; 105400） 相关 SOD1（147450） 突变的转基因小鼠的运动神经元表现出对 Fas/NO 途径激活的敏感性增加。拉乌尔等人（2002） 强调这种信号传导途径是运动神经元所独有的，并表明这些细胞死亡途径可能导致 ALS 中运动神经元的丧失。

斋藤等人（2007） 发现小鼠 Pp2ce（PPM1L; 611931） 在 HEK293 人胚胎肾细胞中的表达抑制了 Ask1 诱导的 AP1（165160） 报告基因的激活。相反，显性失活的 Pp2ce 突变体增强了 AP1 活性。在非应激条件下，小鼠 Pp2ce 和 Ask1 在 HEK293 细胞中相互作用，Pp2ce 通过降低细胞系统中和体外的 thr845 磷酸化来灭活 Ask1。在小鼠大脑提取物中也观察到了 Pp2ce 和 Ask1 的关联。与 PP5（PPP5C; 600658） 相比，过氧化物处理后，Pp2ce 在细胞内与 Ask1 短暂解离。斋藤等人（2007） 得出结论，PP2CE 通过在静止细胞中去磷酸化来维持 ASK1 处于非活性状态。

武田等人（2009） 发现 PGAM5（614939） 通过苏氨酸去磷酸化与 ASK1 相互作用并激活 ASK1，导致下游 JNK 和 p38 的激活。过表达和敲低研究表明，PGAM5 的果蝇和线虫直系同源物也表现出特异性丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性，并激活 ASK1 的果蝇和线虫直系同源物。

▼ 测绘

Rampoldi 等人通过辐射混合测绘（1997） 将 MAP3K5 基因定位于染色体 6q22.33。

▼ 分子遗传学

斯塔克等人（2012） 对 8 个黑色素瘤外显子组进行测序，以确定转移性黑色素瘤中新的体细胞突变。 Stark 等人专注于丝裂原激活蛋白（MAP） 激酶激酶（MAP3K） 家族（2012） 发现 24% 的黑色素瘤细胞系的 MAP3K5 或 MAP3K9 蛋白编码区存在突变（600136）。结构模型预测激酶结构域的突变可能会影响这些蛋白激酶的活性和调节。分别在 85% 和 67% 的黑色素瘤样本中突变的位置以及 MAP3K5 和 MAP3K9 杂合性的丧失共同表明这些突变可能是失活的。在体外激酶测定中，MAP3K5 I780F 和 MAP3K9 W33X 变体的激酶活性降低。 HEK293T 细胞中 MAP3K5 或 MAP3K9 突变体的过度表达降低了下游 MAP 激酶的磷酸化。使用 siRNA 减弱黑色素瘤细胞中的 MAP3K9 功能，导致替莫唑胺治疗后细胞活力增加，表明 MAP3K 通路活性降低可导致黑色素瘤的化疗耐药。

▼ 动物模型

Kim 等人使用线虫突变体的正向遗传筛选（2002） 表明，缺乏 esp2 和 esp8（哺乳动物 MAP 激酶 SEK1 和 ASK1 的同源物）的活蠕虫对革兰氏阴性菌铜绿假单胞菌和革兰氏阳性菌 E 高度敏感，并且死亡速度更快。 . faecalis，比野生型蠕虫。 RNA 干扰和生化分析同样表明 p38 MAP 激酶同源物 pmk1 与这些病原体的易感性有关。金等人（2002） 得出结论，MAP 激酶信号传导也参与植物病原体抗性，是后生动物对多种病原体的先天免疫中的保守元件。

心肌梗塞和压力超负荷后发生的左心室（LV）心脏重塑通常被认为是心力衰竭临床病程的决定因素，并且有人认为该重塑与心肌细胞凋亡增加有关。 Yamaguchi 等人在左冠状动脉结扎或压力超负荷诱导的左室重塑小鼠模型中（2003） 发现与野生型小鼠相比，Ask1 敲除小鼠的左心室尺寸增加明显较小，缩短分数减少较小，并且凋亡的心肌细胞减少。在野生型心脏中，Ask1 活性显着增加，同时 Jnk（MAPK8；601158） 磷酸化也增加。作者得出结论，ASK1 在左心室重塑中应激诱导的细胞凋亡途径中发挥着关键作用。

在雄性 Sprague-Dawley 大鼠中，Izumi 等人（2003） 观察到球囊损伤后动脉 Ask1 活性迅速且显着增加。 Ask1显性失活突变体的基因转移显着阻止了损伤后14天的新内膜形成；溴脱氧尿苷标记显示，第 7 天时，显性失活的 Ask1 抑制内膜和中膜中血管平滑肌细胞（VSMC） 的增殖。显性失活的 Ask1 感染培养的大鼠 VSMC 显着减弱血清诱导的 VSMC 增殖和迁移。与野生型小鼠相比，Ask1缺失小鼠中，袖带损伤后的新内膜形成以及VSMC的增殖和迁移均减弱。泉等人（2003） 得出结论，ASK1 激活在血管内膜增生中起着关键作用。