Nella biologia cellulare, la fosforilazione della chinasi segnale-regolata extracellulare (ERK) si riferisce a una via di segnalazione composta da proteine ed enzimi coinvolti nei processi cellulari, vale a dire la sopravvivenza cellulare e l’apoptosi. La fosforilazione di ERK è una delle quattro vie di segnalazione della proteina chinasi attivata da mitogeni (MAPK). La cascata di fosforilazione ERK viene attivata quando una molecola del recettore della tirosina (Tys) e/o della treonina (Thr) chinasi attiva una proteina chinasi sulla superficie di una cellula. Quando il ciclo di fosforilazione di ERK non funziona correttamente, può verificarsi un’attivazione inappropriata di ERK e possono svilupparsi cellule anormali e cancerose.
Il ruolo fondamentale della fosforilazione di ERK è la sopravvivenza cellulare; tuttavia, ci sono prove di un ruolo di promozione della morte in determinate condizioni nella cellula. L’evidenza ha dimostrato che ERK regola la sopravvivenza cellulare e la morte cellulare, o apoptosi, in vari punti lungo la via di segnalazione. L’esatto meccanismo dell’apoptosi indotta da ERK può verificarsi a diversi livelli, sia a monte che a valle della cascata di fosforilazione. Gli scienziati hanno suggerito una relazione tra il ruolo di morte cellulare di ERK e gli effetti correlati a lesioni o ictus.
La definizione della fosforilazione ERK richiede una spiegazione della cascata di fosforilazione, che coinvolge una manciata di enzimi e proteine altamente specifici. Esistono due percorsi ERK: chinasi-1 (ERK1) e chinasi-2 (ERK2), noti anche come MAPK3 e MAPK1, rispettivamente. L’attivazione di ERK richiede una doppia fosforilazione da parte di Tys e Thr, a partire dalla fosforilazione di Tys. La fosforilazione comporta il trasferimento di una molecola di fosfato da una proteina chinasi attiva a una proteina chinasi inattiva; una molecola di adenosina trifosfato (ATP) che fornisce energia dona la molecola di fosfato. L’attivazione di una proteina chinasi determina la fosforilazione di ciascuna successiva proteina chinasi lungo il percorso fino a quando non viene attivata una proteina e viene suscitata una risposta cellulare.
Le cellule di origini diverse richiedono proteine e/o enzimi diversi per guidare la cascata di fosforilazione. Per ogni proteina attivante, deve esserci una proteina disattivante. Le molecole attivanti e disattivanti regolano essenzialmente la cascata del segnale attraverso il legame con i siti recettori fino al completamento della risposta cellulare appropriata. Diverse proteine coinvolte nel ciclo di fosforilazione di ERK sono state prese di mira nelle terapie di trattamento del cancro perché è stato dimostrato che l’attivazione atipica di ERK causa il cancro.
Nell’industria farmaceutica, sono stati sviluppati farmaci terapeutici per colpire specifici recettori proteici, vale a dire i recettori proteici accoppiati a G (GCPR). Le proteine G (Ras, Rac, Rho, Cdc42, ecc.) sono coinvolte in molti processi fisiologici a livello cellulare. I ricercatori hanno sviluppato un test ERK come strumento per misurare l’attivazione di GCPR. Un test ERK come questo consente il rilevamento di ERK e fornisce risultati chiari e coerenti per gli sviluppatori di farmaci.