MKNK1

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MKNK1(MAPK Interacting Serine/Threonine Kinase 1)是编码 Mnk1 激酶的基因,属于 CaMK 激酶家族。Mnk1 位于 RAS/MAPK 信号通路的末端,其最独特的生物学特征是作为 ERKp38 MAPK 通路的共同下游底物,整合生长因子和应激信号。与“组成型活性”的姐妹激酶 Mnk2 (MKNK2) 不同,Mnk1 具有高度的诱导性(Inducibility):在静息细胞中活性较低,但在受到刺激时迅速被磷酸化激活。Mnk1 的核心功能是结合支架蛋白 eIF4G 并磷酸化 eIF4E (Ser209),从而特异性上调促癌基因(如 c-Myc)及促转移因子(如 Snail)的 mRNA 翻译效率。

MKNK1
Mnk1 Kinase / Gene (点击展开)
               [Image:Mnk1_kinase_structure_activation_loop]
结构:N端结合eIF4G,C端结合MAPK
基础遗传学参数
基因符号 MKNK1
染色体定位 1p33
UniProt ID Q9BUB5
蛋白家族 CaMK (Mnk 亚家族)
Mnk1 蛋白特征
分子量 ~40-50 kDa (异构体差异)
关键结构域 N端 NLS, eIF4G结合域, 激酶域
激活模式 诱导型 (需 T-loop 磷酸化)
亚细胞定位 细胞质 (结合eIF4F), 细胞核
信号网络
上游激酶 ERK1/2 (生长), p38 MAPK (应激)
结合伙伴 eIF4G (作为支架招募)
核心底物 eIF4E (Ser209), hnRNP A1
生理功能 应激反应, 细胞因子生成 (TNF-α)
临床相关性
肿瘤角色 促进转移 (Metastasis)
抑制剂 Tomivosertib (eFT508), Cercosporamide
PDB 结构 2HW6, 2HW7

分子机制:信号通路的汇聚点

Mnk1 的激活是一个精密调控的两步过程,确保了翻译起始仅在需要时被激活:

   [Image:Mnk1_eIF4F_complex_assembly_diagram]
  • 空间招募 (Docking):
    Mnk1 的 N 端含有一个保守的结合模体,能够特异性识别并结合翻译起始支架蛋白 eIF4G。eIF4G 同时也结合着 eIF4E。这种“搭桥”效应将 Mnk1 直接拉到了其底物 eIF4E 的邻近位置,使其能够高效磷酸化 eIF4E 的 Ser209 位点。阻断 Mnk1-eIF4G 的结合会完全消除 eIF4E 的磷酸化。
  • 双重磷酸化 (Dual Activation):
    仅结合 eIF4G 是不够的。Mnk1 的激酶活性位点(T-loop)必须被上游激酶磷酸化才能打开。
    ERK1/2 通路: 响应生长因子(如 EGF),主要促进细胞增殖相关的翻译。
    p38 MAPK 通路: 响应细胞应激(如紫外线、化疗药物),调节应激反应蛋白的合成。

Mnk1 vs Mnk2:分工与协作

诱导型 vs 组成型

尽管 Mnk1 和 Mnk2 都能磷酸化 eIF4E,但其生理角色截然不同。Mnk2(特别是 Mnk2b)具有高基础活性,负责维持细胞稳态下的 eIF4E 磷酸化水平。相反,Mnk1 的基础活性极低,它是细胞应对急性刺激(如炎症、缺氧、药物冲击)时的“应急反应部队”。

特征 Mnk1 Mnk2
活性调控 高度诱导型 (Inducible) 组成型活跃 (Constitutive)
MAPK结合 结合紧密,解离慢。 结合较弱 (特别是 Mnk2b)。
核心功能 细胞因子产生、肿瘤转移、耐药。 基础代谢、肿瘤生长。

肿瘤生物学:转移的推手

  • 上皮-间质转化 (EMT):
    Mnk1 在促进肿瘤转移中扮演特定角色。它通过 eIF4E 磷酸化,特异性增加转录因子 Snail 和基质金属蛋白酶 MMP-3 的翻译。Snail 是 EMT 的关键诱导者,能下调 E-cadherin,使癌细胞获得迁移和侵袭能力。
  • 炎症微环境:
    Mnk1 对于 TNF-α 等促炎因子的生物合成至关重要。在肿瘤微环境中,Mnk1 的激活形成了一个“炎症-癌症”的正反馈回路,促进肿瘤进展和免疫抑制。
       学术参考文献 [Academic Review]
       

[1] Waskiewicz AJ, et al. (1997). Mitogen-activated protein kinases activate the serine/threonine kinases Mnk1 and Mnk2. EMBO Journal.
[点评]:该领域的奠基之作,首次鉴定并克隆了 Mnk1/2,确立了它们作为 ERK 和 p38 下游 eIF4E 激酶的地位。

[2] Pyronnet S, et al. (1999). Human eukaryotic translation initiation factor 4G (eIF4G) recruits mnk1 to phosphorylate eIF4E. EMBO Journal.
[点评]:揭示了 Mnk1 功能的空间机制,证明 Mnk1 必须通过结合 eIF4G 支架才能接近并磷酸化 eIF4E。

[3] Robichaud N, et al. (2015). Translational control in the tumor microenvironment promotes lung metastasis: Phosphorylation of eIF4E in neutrophils. PNAS.
[点评]:证明了 Mnk1 介导的 eIF4E 磷酸化在乳腺癌肺转移中的关键作用,并揭示了其在肿瘤微环境(中性粒细胞)中的非细胞自主效应。

           Mnk1 · 知识图谱
结合伙伴 eIF4G (支架) • ERK1/2p38 MAPK14-3-3
关键底物 eIF4E (Ser209) • hnRNP A1 (剪接) • Sprouty2
临床应用 Tomivosertib (eFT508) • ETC-206Cercosporamide
姐妹激酶 Mnk2 (MKNK2, 组成型活性)