RAS是一种小分子GTP酶,锚定于细胞膜的内表面,通过结合GTP或GDP在活化和非活化状态间切换,起到分子开关的作用,调控上游蛋白质和下游蛋白质间的相互作用。
RAF作为RAS的效应因子,是重要的上游MAPK激活因子。ERK则是信号级联反应的最终激酶。
EGFR受体激活后引起胞内C端的酪氨酸残基磷酸化,EGFR的Y1068与Y1086残基通过其SH2结构域直接与GRB2(Growth factor receptor binding protein 2)结合。活化的EGFR Y1148和Y1173位点同样能通过SH2或PTB结构域招募SHC(Src homology and collagen)。随后SHC被磷酸化,为GRB2提供结合位点。GRB2通过两个SH3结构域与SOS1(Son of sevenless 1)的羧基端结合。SOS1作为鸟苷酸交换因子,促使RAS上的GDP转为GTP使其激活。活化的RAS作用于RAF-1,RAF-1磷酸化为MEK1/2(Mitogen-activated protein kinase kinase)提供结合位点并将二者磷酸化直接激活MEK1/2,目前已发现的MEK1/2的底物只有ERK1/2(Extracellular regulated protein kinase),MEK1/2激活ERK1/2,ERK1/2在细胞质和细胞核中有着100种以上的底物,ERK1/2通过磷酸化不同的底物调控多种细胞生理过程,包括细胞存活和细胞增殖等。(图3-2)

图3-2 RAS-ERK MAPK通路示意图。活化的受体酪氨酸激酶的磷酸化结构域包含SHC、SHP-2和GRB2等SH2结构域,为下游信号分子提供结合位点。这些分子招募SOS1促进非活性RAS-GDP转化为活化的RAS-GTP。RAS-GTP直接激活MAPK通路(RAF-MEK-ERK级联)。ERK激酶可以磷酸化胞质和核基质中的一系列底物,其中包括控制细胞周期的转录因子。SHC=含有Src同源结构域2和3(即SH2和SH3)结构域的信号转导蛋白;SHP-2=含有SH2结构域的磷酸酶2;GRB2=生长因子受体结合蛋白2;SOS 1=son of sevenless ;NF1=神经纤维蛋白;RAS=大鼠肉瘤病毒癌基因同源物;RAF=小鼠肉瘤病毒癌基因同源物;MEK=丝裂原活化蛋白激酶激酶;ERK=胞外调节蛋白激酶。