The regulation of the ERK signalling pathway by scaffold protein RACK1

Abstract

Signální dráha ERK, tvořená proteinkinázami Raf, MEK a ERK, je nedílnou součástí evolučně konzervovaných signálních drah MAPK rodiny umožňující eukaryotním buňkám zaznamenávat a vyhodnocovat širokou škálu vnějších podnětů. Dráha ERK převádí extracelulární signály v celou řadu specifických buněčných procesů jako je proliferace, diferenciace, apoptóza či migrace. Pro kontrolu takového množství buněčných odpovědí jedinou signální dráhou buňky vyvinuly regulační mechanizmy, které směřují signál k specifické buněčné odpovědi. Klíčovým mechanizmem regulace signální specificity jsou proteiny s neenzymatickou funkcí tzv. scaffold proteiny. Tyto proteiny váží jednotlivé komponenty MAPK dráhy a tím umožňují jejich funkční interakci, čímž určují sílu, načasování, specificitu a lokalizaci příslušného signálu v rámci buňky. Je známo, že scaffold protein RACK1 interaguje s řadou proteinů buněčné migrace, jako jsou integriny, FAK, Src a vlastní komponenty signální dráhy ERK. RACK1 také reguluje jednotlivé kroky buněčné migrace jako je ustanovení buněčné polarity a rozpad fokálních adhezí. Molekulární mechanismy stojící za těmito procesy však zůstávají nadále nejasné. Hlavním cílem této diplomové práce bylo prostudovat funkční úlohu proteinu RACK1 v rámci buněčné migrace, především pak určit nové efektorové...

The ERK signalling cascade comprised of protein kinases Raf, MEK and ERK is an evolutionarily conserved member of MAPK family that is activated in response to wide range of extracellular stimuli. The ERK pathway controls fundamental cellular functions including cell proliferation, differentiation, apoptosis or cell motility. To control such a diverse cellular responses by a single pathway cells have evolved regulatory mechanisms that channel the extracellular signals towards the specific biological response. Crucial to this control are non- enzymatic proteins termed scaffolds that associate with and enhance functional interaction of the components of MAPK pathways and can regulate amplitude, timing, specificity and location of signals. Scaffold protein RACK1 associates with several components of cell migration machinery including integrins, FAK, Src and the ERK pathway core protein kinases. RACK1 regulates distinct steps of cell migration such as establishment of cell polarity and focal adhesion turnover, however, the molecular mechanism by which RACK1 regulates these processes remains largely unknown. The main aim of this study was to investigate the functional role of RACK1 in cell motility, in particular to identify new effector proteins utilized by the ERK pathway and RACK1 in the regulation of...