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Lexikon der Biologie: ERK

ERK, Abk. für extracellular signal-regulated kinases, alternativ p42/44 MAP-Kinasen, evolutionär konservierte Serin/Threonin-Kinasen an zentraler Position in der Signaltransduktion verschiedener Wachstums- und Differenzierungssignale. Die ERKs (ERK1+2) bilden gemeinsam mit den SAPK/JNK und den p38-Kinasen die Familie der MAP-Kinasen. Sie werden durch mitogene Signale (Mitogene) aktiviert, die z.B. von Rezeptor-Tyrosin-Kinasen, G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (Serpentin-Rezeptoren, G-Proteine), Cytokin-Rezeptoren (Cytokine) oder Antigenrezeptoren ausgehen. Diese Rezeptoren schalten über Adaptor-Proteine den ras/Raf/MEK/ERK-Signalweg an (Raf-Kinasen). Diese Phosphorylierungskaskade erlaubt eine starke Signalamplifikation und beinhaltet zahlreiche Regulationsschritte. Aufgrund ihrer zentralen Position sind die ERKs häufig an transformierenden Prozessen (Tumor, Zelltransformation) beteiligt. MEK phosphoryliert je einen Threonin- und Tyrosinrest in der katalytischen Domäne der ERKs und aktiviert sie dadurch. Die Dauer der ERK-Aktivierung bestimmt, ob vorwiegend cytosolische oder nucleäre Proteine phosphoryliert werden. Substrate der ERKs sind u.a. eine Vielzahl von Transkriptionsfaktoren (z.B. Elk-1, Ets-1), die p90-ribosomale S6-Kinase (RSK) und Proteine des Zellskeletts. Experimente in neuronalen Zellen (Nervenzelle) zeigen, daß die ERKs auch durch synaptische Reizleitung (Synapsen), erhöhte Ca2+-Konzentrationen und cAMP aktiviert werden können. Da ihre Aktivierung sowohl zu vermehrter Zellteilung als auch zu neuronaler Differenzierung führen kann, wird zur Zeit eine Funktion der ERKs in Bezug auf Lernvorgänge (Lernen) und neuronale Plastizität verstärkt untersucht.

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