Phosphorylation of mitogen-activated protein kinases (MAPKs) on specific tyrosine and threonine sites by MAP kinase kinases (MAPKKs) is thought to be the sole activation mechanism. Here, we report an unexpected activation mechanism for p38α MAPK that does not involve the prototypic kinase cascade. Rather it depends on interaction of p38α with TAB1 [transforming growth factor-β–activated protein kinase 1 (TAK1)–binding protein 1] leading to autophosphorylation and activation of p38α. We detected formation of a TRAF6-TAB1-p38α complex and showed stimulus-specific TAB1-dependent and TAB1-independent p38α activation. These findings suggest that alternative activation pathways contribute to the biological responses of p38α to various stimuli.

We have cloned and characterized a new member of the p38 group of mitogen-activated protein kinases here termed p38δ. Sequence comparisons revealed that p38δ is approximately 60% identical to the other three p38 isoforms but only 40–45% to the other mitogen-activated protein kinase family members. It contains the TGY dual phosphorylation site present in all p38 group members and is activated by a group of extracellular stimuli including cytokines and environmental stresses that also activate the other three known p38 isoforms. However, unlike the other p38 isoforms, the kinase activity of p38δ is not blocked by the pyridinyl imidazole, 4-(4-fluorophenyl)-2–2(4-hydroxyphenyl)-5-(4-pyridyl)-imidazole (identicalto SB202190). p38δ can be activated by MKK3 and MKK6, known activators of the other isoforms. Nonetheless, in-gel kinase assays provide evidence for additional activators. The data presented herein show that p38δ has many properties that are similar to those of other p38 group members. Nonetheless important differences exist among the four members of the p38 group of enzymes, and thus each may have highly specific, individual contributions to biologic events involving activation of the p38 pathways. We have cloned and characterized a new member of the p38 group of mitogen-activated protein kinases here termed p38δ. Sequence comparisons revealed that p38δ is approximately 60% identical to the other three p38 isoforms but only 40–45% to the other mitogen-activated protein kinase family members. It contains the TGY dual phosphorylation site present in all p38 group members and is activated by a group of extracellular stimuli including cytokines and environmental stresses that also activate the other three known p38 isoforms. However, unlike the other p38 isoforms, the kinase activity of p38δ is not blocked by the pyridinyl imidazole, 4-(4-fluorophenyl)-2–2(4-hydroxyphenyl)-5-(4-pyridyl)-imidazole (identicalto SB202190). p38δ can be activated by MKK3 and MKK6, known activators of the other isoforms. Nonetheless, in-gel kinase assays provide evidence for additional activators. The data presented herein show that p38δ has many properties that are similar to those of other p38 group members. Nonetheless important differences exist among the four members of the p38 group of enzymes, and thus each may have highly specific, individual contributions to biologic events involving activation of the p38 pathways. Mitogen-activated protein kinases have been shown to play an important role in transducing extracellular signals into cellular responses (1Avruch J. Zhang X.-F. Kyriakis J.M. Trends Biochem. Sci. 1994; 19: 279-283Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (540) Google Scholar, 2Davis R.J. J. Biol. Chem. 1993; 268: 14553-14556Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar). There are at least four groups of MAP 1The abbreviations used are: MAP kinase, mitogen-activated protein kinase; JNK or SAPK, c-Jun N-terminal kinase or stress-activated protein kinase; ERK, extracellular-regulated protein kinase; ATF2, activating transcription factor 2; PAGE, polyacrylamide gel electrophoresis; PCR, polymerase chain reaction; MBP, myelin basic protein; EGF, epidermal growth factor; FHPI, 4-(4-fluorophenyl)-2–2(4-hydroxyphenyl)-5-(4-pyridyl)-imidazole; MKK, MAP kinase kinases; GST, glutathione S-transferase; GMB, glomerular basement membrane. 1The abbreviations used are: MAP kinase, mitogen-activated protein kinase; JNK or SAPK, c-Jun N-terminal kinase or stress-activated protein kinase; ERK, extracellular-regulated protein kinase; ATF2, activating transcription factor 2; PAGE, polyacrylamide gel electrophoresis; PCR, polymerase chain reaction; MBP, myelin basic protein; EGF, epidermal growth factor; FHPI, 4-(4-fluorophenyl)-2–2(4-hydroxyphenyl)-5-(4-pyridyl)-imidazole; MKK, MAP kinase kinases; GST, glutathione S-transferase; GMB, glomerular basement membrane. kinases that have been identified in mammalian cells; these can be categorized by the sequence of the canonical dual phosphorylation site threonine-Xaa-tyrosine (TXY) or other conserved features within the primary amino acid sequence. In mammalian cells the MAP kinase groups currently include ERK1/2 (Xaa = Glu), JNK or SAPK (Xaa = Pro), ERK5/BMK (Xaa = Glu), and p38 group (Xaa = Gly) (2Davis R.J. J. Biol. Chem. 1993; 268: 14553-14556Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 3Blumer K.J. Johnson G.L. Trends Biochem. Sci. 1994; 19: 236-240Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (420) Google Scholar, 4Derijard B. Hibi M. Wu I. Barrett T. Su B. Deng T. Karin M. Davis R.J. Cell. 1994; 76: 1025-1037Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (2949) Google Scholar, 5Kallunki T. Su B. Tsigelny I. Sluss H.K. Derijard B. Moore G. Davis R. Karin M. Genes Dev. 1995; 8: 2996-3007Crossref Scopus (592) Google Scholar, 6Han J. Lee J.-D. Bibbs L. Ulevitch R.J. Science. 1994; 265: 808-811Crossref PubMed Scopus (2401) Google Scholar, 7Raingeaud J. Gupta S. Rogers J.S. Dickens M. Han J. Ulevitch R.J. David R.J. J. Biol. Chem. 1995; 270: 7420-7426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (2038) Google Scholar, 8Rouse J. Cohen P. Trigon S. Morange M. Alonso-Llamazares A. Zamanillo D. Hunt T. Nebreda A.R. Cell. 1994; 78: 1027-1037Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (1494) Google Scholar, 9Freshney N.W. Rawlinson L. Guesdon F. Jones E. Cowley S. Hsuan J. Saklatvala J. Cell. 1994; 78: 1039-1049Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (774) Google Scholar, 10Zhou G. Bao Z.Q. Dixon J.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 12665-12669Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (535) Google Scholar, 11Lee J.-D. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995; 213: 715-724Crossref PubMed Scopus (285) Google Scholar). There are numerous examples supporting the contention that each MAP kinase pathway has unique regulatory features; nonetheless coordinate activation of multiple pathways initiated with the same stimulus often occurs (6Han J. Lee J.-D. Bibbs L. Ulevitch R.J. Science. 1994; 265: 808-811Crossref PubMed Scopus (2401) Google Scholar, 12Weinstein S.L. Sanghera J.S. Lemke K. DeFranco A.L. Pelech S.L. J. Biol. Chem. 1992; 267: 14955-14962Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 13Mendelson K.G. Contois L.-R. Tevosian S.G. Davis R.J. Paulson K.E. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996; 93: 12908-12913Crossref PubMed Scopus (210) Google Scholar).We were the first to describe the structure and some functions of p38 MAP kinase, and we suggested a potential role in regulating host response to phlogistic stimuli (6Han J. Lee J.-D. Bibbs L. Ulevitch R.J. Science. 1994; 265: 808-811Crossref PubMed Scopus (2401) Google Scholar, 7Raingeaud J. Gupta S. Rogers J.S. Dickens M. Han J. Ulevitch R.J. David R.J. J. Biol. Chem. 1995; 270: 7420-7426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (2038) Google Scholar). This was further supported by the studies of Lee et al. (14Lee J.C. Laydon J.T. McDonnell P.C. Gallagher T.F. Kumar S. Green D. McNulty D. Blumenthal M.J. Heyes R.J. Landvatter S.W. Strickler J.E. McLaughlin M.M. Siemens I. Fisher S. Livi G.P. White J.R. Adams J.L. Young P.R. Nature. 1994; 372: 739-746Crossref PubMed Scopus (3121) Google Scholar) showing that p38 activity is inhibited by a class of pyridinyl imidazoles that includes the prototypic compound SB 202190 (here termed FHPI); such compounds block a variety of biological responses associated with inflammation including production of proinflammatory cytokines (14Lee J.C. Laydon J.T. McDonnell P.C. Gallagher T.F. Kumar S. Green D. McNulty D. Blumenthal M.J. Heyes R.J. Landvatter S.W. Strickler J.E. McLaughlin M.M. Siemens I. Fisher S. Livi G.P. White J.R. Adams J.L. Young P.R. Nature. 1994; 372: 739-746Crossref PubMed Scopus (3121) Google Scholar). Two MAP kinase kinases, MKK3 and MKK6, have been identified as the dual specificity kinases that activate p38 (15Han J. Lee J.-D. Jiang Y. Li Z. Feng L. Ulevitch R.J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 2886-2891Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (482) Google Scholar, 16Raingeaud J. Whitmarsh A.J. Barrett T. Derijard B. Davis R.J. Mol. Cell. Biol. 1996; 16: 1247-1255Crossref PubMed Scopus (1139) Google Scholar, 17Stein B. Brady H. Yang M.X. Young D.B. Barbosa M.S. J. Biol. Chem. 1996; 271: 11427-11433Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (158) Google Scholar, 18Cano E. Doza Y.N. Ben-Levy R. Cohen P. Mahadevan L.C. Oncogene. 1996; 12: 805-812PubMed Google Scholar, 19Moriguchi T. Toyoshima F. Gotoh Y. Iwamatsu A. Irie K. Mori E. Kuroyanagi N. Hagiwara M. Matsumoto K. Nishida E. J. Biol. Chem. 1996; 271: 26981-26988Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (152) Google Scholar, 20Han J. Wang X. Jiang Y. Ulevitch R.J. Lin S. FEBS Lett. 1997; 403: 19-22Crossref PubMed Scopus (55) Google Scholar). Moreover, a group of substrates for p38 has been identified including MAPKAPK2/3 (8Rouse J. Cohen P. Trigon S. Morange M. Alonso-Llamazares A. Zamanillo D. Hunt T. Nebreda A.R. Cell. 1994; 78: 1027-1037Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (1494) Google Scholar, 9Freshney N.W. Rawlinson L. Guesdon F. Jones E. Cowley S. Hsuan J. Saklatvala J. Cell. 1994; 78: 1039-1049Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (774) Google Scholar, 21Sithanandam G. Latif F. Duh F.M. Bernal R. Smola U. Li H. Kuzmin I. Wixler V. Geil L. Shrestha S. Lloyd P.A. Bader S. Sekido Y. Tartof K.D. Kashuba V.I. Zabarovsky E.R. Dean M. Klein G. Lerman M.I. Minna J.D. Rapp U.R. Allikmets R. Mol. Cell. Biol. 1996; 16: 868-876Crossref PubMed Scopus (86) Google Scholar, 22McLaughlin M.M. Kumar S. McDonnell P.C. Van Horn S. Lee J.C. Livi G.P. Young P.R. J. Biol. Chem. 1996; 271: 8488-8492Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (305) Google Scholar), ATF2 (7Raingeaud J. Gupta S. Rogers J.S. Dickens M. Han J. Ulevitch R.J. David R.J. J. Biol. Chem. 1995; 270: 7420-7426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (2038) Google Scholar,23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar), CHOP10 (24Peter M. Kerskowitz I. Science. 1994; 265: 1228-1231Crossref PubMed Scopus (196) Google Scholar), and as we have reported, MEF2C (25Han J. Jiang Y. Li Z. Kravchenko V.V. Ulevitch R.T. Nature. 1997; 386: 296-299Crossref PubMed Scopus (678) Google Scholar).During the past year two additional members of the p38 group of enzymes have been described by us and others (23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar, 26Mertens S. Craxton M. Goedert M. FEBS Lett. 1996; 383: 273-276Crossref PubMed Scopus (134) Google Scholar, 27Li Z. Jiang Y. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996; 228: 334-340Crossref PubMed Scopus (350) Google Scholar, 28Lechner C. Zahalka M.A. Giot J.-F. Moler N.P.H. Ullrich A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996; 93: 4355-4359Crossref PubMed Scopus (274) Google Scholar). Each of these isoforms contains a TGY dual phosphorylation site, and amino acid sequence comparisons revealed 60% identity across the entire sequence. Of the three known isoforms p38 (also known as CSBP, RK) and p38β ubiquitously expressed, whereas p38γ (also known as ERK6 and SAPK3) expression is most prominent in muscle (23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar, 26Mertens S. Craxton M. Goedert M. FEBS Lett. 1996; 383: 273-276Crossref PubMed Scopus (134) Google Scholar, 27Li Z. Jiang Y. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996; 228: 334-340Crossref PubMed Scopus (350) Google Scholar, 28Lechner C. Zahalka M.A. Giot J.-F. Moler N.P.H. Ullrich A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996; 93: 4355-4359Crossref PubMed Scopus (274) Google Scholar, 29Doree M. Galas S. FASEB J. 1994; 8: 1114-1121Crossref PubMed Scopus (169) Google Scholar). Several splicing variants of p38 and p38β have been reported, but the role of differential splicing of these molecules is at present unknown (14Lee J.C. Laydon J.T. McDonnell P.C. Gallagher T.F. Kumar S. Green D. McNulty D. Blumenthal M.J. Heyes R.J. Landvatter S.W. Strickler J.E. McLaughlin M.M. Siemens I. Fisher S. Livi G.P. White J.R. Adams J.L. Young P.R. Nature. 1994; 372: 739-746Crossref PubMed Scopus (3121) Google Scholar, 30Zervos A.S. Faccio L. Gatto J.P. Kyriakis J.M. Brent R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995; 92: 10531-10534Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar,31Stein B. Yang M.X. Young D.B. Janknecht R. Hunter T. Murray B.W. Barbosa M.S. J. Biol. Chem. 1997; 272: 19509-19517Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (152) Google Scholar). Comparative studies revealed similarities among this group of enzymes; each is activated by MKK3 and MKK6 and inhibited by FHPI (14Lee J.C. Laydon J.T. McDonnell P.C. Gallagher T.F. Kumar S. Green D. McNulty D. Blumenthal M.J. Heyes R.J. Landvatter S.W. Strickler J.E. McLaughlin M.M. Siemens I. Fisher S. Livi G.P. White J.R. Adams J.L. Young P.R. Nature. 1994; 372: 739-746Crossref PubMed Scopus (3121) Google Scholar,23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar, 27Li Z. Jiang Y. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996; 228: 334-340Crossref PubMed Scopus (350) Google Scholar). Interestingly these isoforms appear to have different substrate specificities. For example, p38β phosphorylates and up-regulates the transactivation activity of ATF2 more than 20-fold more effectively than does p38 (23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar, 27Li Z. Jiang Y. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996; 228: 334-340Crossref PubMed Scopus (350) Google Scholar).Here we describe the molecular cloning and characterization of a fourth member of p38 group MAP kinase which we termed p38δ. Like the other p38 isoforms, p38δ has the TGY dual phosphorylation site. A variety of studies show that many of the properties of p38δ are very similar to those of the other three p38 isoforms. In contrast we have noted some important differences between p38δ and other p38 isoforms including a lack of sensitivity to the inhibitory properties of pyridinyl imidazoles and the existence of MKKs with properties distinct from MKK3 or MKK6 which can activate p38δ. The information provided herein establishes the basis for further studies of the function of this important group of enzymes. Mitogen-activated protein kinases have been shown to play an important role in transducing extracellular signals into cellular responses (1Avruch J. Zhang X.-F. Kyriakis J.M. Trends Biochem. Sci. 1994; 19: 279-283Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (540) Google Scholar, 2Davis R.J. J. Biol. Chem. 1993; 268: 14553-14556Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar). There are at least four groups of MAP 1The abbreviations used are: MAP kinase, mitogen-activated protein kinase; JNK or SAPK, c-Jun N-terminal kinase or stress-activated protein kinase; ERK, extracellular-regulated protein kinase; ATF2, activating transcription factor 2; PAGE, polyacrylamide gel electrophoresis; PCR, polymerase chain reaction; MBP, myelin basic protein; EGF, epidermal growth factor; FHPI, 4-(4-fluorophenyl)-2–2(4-hydroxyphenyl)-5-(4-pyridyl)-imidazole; MKK, MAP kinase kinases; GST, glutathione S-transferase; GMB, glomerular basement membrane. 1The abbreviations used are: MAP kinase, mitogen-activated protein kinase; JNK or SAPK, c-Jun N-terminal kinase or stress-activated protein kinase; ERK, extracellular-regulated protein kinase; ATF2, activating transcription factor 2; PAGE, polyacrylamide gel electrophoresis; PCR, polymerase chain reaction; MBP, myelin basic protein; EGF, epidermal growth factor; FHPI, 4-(4-fluorophenyl)-2–2(4-hydroxyphenyl)-5-(4-pyridyl)-imidazole; MKK, MAP kinase kinases; GST, glutathione S-transferase; GMB, glomerular basement membrane. kinases that have been identified in mammalian cells; these can be categorized by the sequence of the canonical dual phosphorylation site threonine-Xaa-tyrosine (TXY) or other conserved features within the primary amino acid sequence. In mammalian cells the MAP kinase groups currently include ERK1/2 (Xaa = Glu), JNK or SAPK (Xaa = Pro), ERK5/BMK (Xaa = Glu), and p38 group (Xaa = Gly) (2Davis R.J. J. Biol. Chem. 1993; 268: 14553-14556Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 3Blumer K.J. Johnson G.L. Trends Biochem. Sci. 1994; 19: 236-240Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (420) Google Scholar, 4Derijard B. Hibi M. Wu I. Barrett T. Su B. Deng T. Karin M. Davis R.J. Cell. 1994; 76: 1025-1037Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (2949) Google Scholar, 5Kallunki T. Su B. Tsigelny I. Sluss H.K. Derijard B. Moore G. Davis R. Karin M. Genes Dev. 1995; 8: 2996-3007Crossref Scopus (592) Google Scholar, 6Han J. Lee J.-D. Bibbs L. Ulevitch R.J. Science. 1994; 265: 808-811Crossref PubMed Scopus (2401) Google Scholar, 7Raingeaud J. Gupta S. Rogers J.S. Dickens M. Han J. Ulevitch R.J. David R.J. J. Biol. Chem. 1995; 270: 7420-7426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (2038) Google Scholar, 8Rouse J. Cohen P. Trigon S. Morange M. Alonso-Llamazares A. Zamanillo D. Hunt T. Nebreda A.R. Cell. 1994; 78: 1027-1037Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (1494) Google Scholar, 9Freshney N.W. Rawlinson L. Guesdon F. Jones E. Cowley S. Hsuan J. Saklatvala J. Cell. 1994; 78: 1039-1049Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (774) Google Scholar, 10Zhou G. Bao Z.Q. Dixon J.E. J. Biol. Chem. 1995; 270: 12665-12669Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (535) Google Scholar, 11Lee J.-D. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995; 213: 715-724Crossref PubMed Scopus (285) Google Scholar). There are numerous examples supporting the contention that each MAP kinase pathway has unique regulatory features; nonetheless coordinate activation of multiple pathways initiated with the same stimulus often occurs (6Han J. Lee J.-D. Bibbs L. Ulevitch R.J. Science. 1994; 265: 808-811Crossref PubMed Scopus (2401) Google Scholar, 12Weinstein S.L. Sanghera J.S. Lemke K. DeFranco A.L. Pelech S.L. J. Biol. Chem. 1992; 267: 14955-14962Abstract Full Text PDF PubMed Google Scholar, 13Mendelson K.G. Contois L.-R. Tevosian S.G. Davis R.J. Paulson K.E. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996; 93: 12908-12913Crossref PubMed Scopus (210) Google Scholar). We were the first to describe the structure and some functions of p38 MAP kinase, and we suggested a potential role in regulating host response to phlogistic stimuli (6Han J. Lee J.-D. Bibbs L. Ulevitch R.J. Science. 1994; 265: 808-811Crossref PubMed Scopus (2401) Google Scholar, 7Raingeaud J. Gupta S. Rogers J.S. Dickens M. Han J. Ulevitch R.J. David R.J. J. Biol. Chem. 1995; 270: 7420-7426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (2038) Google Scholar). This was further supported by the studies of Lee et al. (14Lee J.C. Laydon J.T. McDonnell P.C. Gallagher T.F. Kumar S. Green D. McNulty D. Blumenthal M.J. Heyes R.J. Landvatter S.W. Strickler J.E. McLaughlin M.M. Siemens I. Fisher S. Livi G.P. White J.R. Adams J.L. Young P.R. Nature. 1994; 372: 739-746Crossref PubMed Scopus (3121) Google Scholar) showing that p38 activity is inhibited by a class of pyridinyl imidazoles that includes the prototypic compound SB 202190 (here termed FHPI); such compounds block a variety of biological responses associated with inflammation including production of proinflammatory cytokines (14Lee J.C. Laydon J.T. McDonnell P.C. Gallagher T.F. Kumar S. Green D. McNulty D. Blumenthal M.J. Heyes R.J. Landvatter S.W. Strickler J.E. McLaughlin M.M. Siemens I. Fisher S. Livi G.P. White J.R. Adams J.L. Young P.R. Nature. 1994; 372: 739-746Crossref PubMed Scopus (3121) Google Scholar). Two MAP kinase kinases, MKK3 and MKK6, have been identified as the dual specificity kinases that activate p38 (15Han J. Lee J.-D. Jiang Y. Li Z. Feng L. Ulevitch R.J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 2886-2891Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (482) Google Scholar, 16Raingeaud J. Whitmarsh A.J. Barrett T. Derijard B. Davis R.J. Mol. Cell. Biol. 1996; 16: 1247-1255Crossref PubMed Scopus (1139) Google Scholar, 17Stein B. Brady H. Yang M.X. Young D.B. Barbosa M.S. J. Biol. Chem. 1996; 271: 11427-11433Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (158) Google Scholar, 18Cano E. Doza Y.N. Ben-Levy R. Cohen P. Mahadevan L.C. Oncogene. 1996; 12: 805-812PubMed Google Scholar, 19Moriguchi T. Toyoshima F. Gotoh Y. Iwamatsu A. Irie K. Mori E. Kuroyanagi N. Hagiwara M. Matsumoto K. Nishida E. J. Biol. Chem. 1996; 271: 26981-26988Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (152) Google Scholar, 20Han J. Wang X. Jiang Y. Ulevitch R.J. Lin S. FEBS Lett. 1997; 403: 19-22Crossref PubMed Scopus (55) Google Scholar). Moreover, a group of substrates for p38 has been identified including MAPKAPK2/3 (8Rouse J. Cohen P. Trigon S. Morange M. Alonso-Llamazares A. Zamanillo D. Hunt T. Nebreda A.R. Cell. 1994; 78: 1027-1037Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (1494) Google Scholar, 9Freshney N.W. Rawlinson L. Guesdon F. Jones E. Cowley S. Hsuan J. Saklatvala J. Cell. 1994; 78: 1039-1049Abstract Full Text PDF PubMed Scopus (774) Google Scholar, 21Sithanandam G. Latif F. Duh F.M. Bernal R. Smola U. Li H. Kuzmin I. Wixler V. Geil L. Shrestha S. Lloyd P.A. Bader S. Sekido Y. Tartof K.D. Kashuba V.I. Zabarovsky E.R. Dean M. Klein G. Lerman M.I. Minna J.D. Rapp U.R. Allikmets R. Mol. Cell. Biol. 1996; 16: 868-876Crossref PubMed Scopus (86) Google Scholar, 22McLaughlin M.M. Kumar S. McDonnell P.C. Van Horn S. Lee J.C. Livi G.P. Young P.R. J. Biol. Chem. 1996; 271: 8488-8492Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (305) Google Scholar), ATF2 (7Raingeaud J. Gupta S. Rogers J.S. Dickens M. Han J. Ulevitch R.J. David R.J. J. Biol. Chem. 1995; 270: 7420-7426Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (2038) Google Scholar,23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar), CHOP10 (24Peter M. Kerskowitz I. Science. 1994; 265: 1228-1231Crossref PubMed Scopus (196) Google Scholar), and as we have reported, MEF2C (25Han J. Jiang Y. Li Z. Kravchenko V.V. Ulevitch R.T. Nature. 1997; 386: 296-299Crossref PubMed Scopus (678) Google Scholar). During the past year two additional members of the p38 group of enzymes have been described by us and others (23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar, 26Mertens S. Craxton M. Goedert M. FEBS Lett. 1996; 383: 273-276Crossref PubMed Scopus (134) Google Scholar, 27Li Z. Jiang Y. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996; 228: 334-340Crossref PubMed Scopus (350) Google Scholar, 28Lechner C. Zahalka M.A. Giot J.-F. Moler N.P.H. Ullrich A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996; 93: 4355-4359Crossref PubMed Scopus (274) Google Scholar). Each of these isoforms contains a TGY dual phosphorylation site, and amino acid sequence comparisons revealed 60% identity across the entire sequence. Of the three known isoforms p38 (also known as CSBP, RK) and p38β ubiquitously expressed, whereas p38γ (also known as ERK6 and SAPK3) expression is most prominent in muscle (23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar, 26Mertens S. Craxton M. Goedert M. FEBS Lett. 1996; 383: 273-276Crossref PubMed Scopus (134) Google Scholar, 27Li Z. Jiang Y. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996; 228: 334-340Crossref PubMed Scopus (350) Google Scholar, 28Lechner C. Zahalka M.A. Giot J.-F. Moler N.P.H. Ullrich A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1996; 93: 4355-4359Crossref PubMed Scopus (274) Google Scholar, 29Doree M. Galas S. FASEB J. 1994; 8: 1114-1121Crossref PubMed Scopus (169) Google Scholar). Several splicing variants of p38 and p38β have been reported, but the role of differential splicing of these molecules is at present unknown (14Lee J.C. Laydon J.T. McDonnell P.C. Gallagher T.F. Kumar S. Green D. McNulty D. Blumenthal M.J. Heyes R.J. Landvatter S.W. Strickler J.E. McLaughlin M.M. Siemens I. Fisher S. Livi G.P. White J.R. Adams J.L. Young P.R. Nature. 1994; 372: 739-746Crossref PubMed Scopus (3121) Google Scholar, 30Zervos A.S. Faccio L. Gatto J.P. Kyriakis J.M. Brent R. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995; 92: 10531-10534Crossref PubMed Scopus (138) Google Scholar,31Stein B. Yang M.X. Young D.B. Janknecht R. Hunter T. Murray B.W. Barbosa M.S. J. Biol. Chem. 1997; 272: 19509-19517Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (152) Google Scholar). Comparative studies revealed similarities among this group of enzymes; each is activated by MKK3 and MKK6 and inhibited by FHPI (14Lee J.C. Laydon J.T. McDonnell P.C. Gallagher T.F. Kumar S. Green D. McNulty D. Blumenthal M.J. Heyes R.J. Landvatter S.W. Strickler J.E. McLaughlin M.M. Siemens I. Fisher S. Livi G.P. White J.R. Adams J.L. Young P.R. Nature. 1994; 372: 739-746Crossref PubMed Scopus (3121) Google Scholar,23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar, 27Li Z. Jiang Y. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996; 228: 334-340Crossref PubMed Scopus (350) Google Scholar). Interestingly these isoforms appear to have different substrate specificities. For example, p38β phosphorylates and up-regulates the transactivation activity of ATF2 more than 20-fold more effectively than does p38 (23Jiang Y. Chen C. Li Z. Guo W. Gegner J.A. Lin S. Han J. J. Biol. Chem. 1996; 271: 17920-17926Abstract Full Text Full Text PDF PubMed Scopus (654) Google Scholar, 27Li Z. Jiang Y. Ulevitch R.J. Han J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996; 228: 334-340Crossref PubMed Scopus (350) Google Scholar). Here we describe the molecular cloning and characterization of a fourth member of p38 group MAP kinase which we termed p38δ. Like the other p38 isoforms, p38δ has the TGY dual phosphorylation site. A variety of studies show that many of the properties of p38δ are very similar to those of the other three p38 isoforms. In contrast we have noted some important differences between p38δ and other p38 isoforms including a lack of sensitivity to the inhibitory properties of pyridinyl imidazoles and the existence of MKKs with properties distinct from MKK3 or MKK6 which can activate p38δ. The information provided herein establishes the basis for further studies of the function of this important group of enzymes. We thank Dr. J.-D. Lee for MEK5 expression plasmid and Betty Chastain for excellent secretarial assistance. While we were revising this manuscript, Goedertet al. (Goedert, M., Cuenda, A., Craxton, M., Jakes, R., and Cohen, P. (1997) EMBO J. 16, 3563-3571) and Kumaret al. (Kumar, S., McDonnell, P. C., Gum, R. J., Hand, A. T., Lee, J. C., and Young, P. R. (1997) Biochem. Biophys. Res. Commun. 235, 533-538) reported the sequence of a human kinase termed SAPK4 that is identical to p38δ. These two articles have shown that SAPK4 (p38δ) has similar in vitrosubstrate specificity with that of p38s and can be activated by cytokines and cellular stresses. Murine p38-δ mitogen-activated protein kinase, a developmentally regulated protein kinase that is activated by stress and proinflammatory cytokines.Journal of Biological ChemistryVol. 274Issue 29PreviewWe have recently become aware that Jiang et al. (Jiang, Y., Gram, H., Zhao, M., New, L., Gu, J., Feng, L., Di Padova, F., Ulevitch, R. J., and Han, J. (1997)J. Biol. Chem. 272, 30122–30128) reported the sequence of a mouse p38δ that is very similar to that of rat p38-δ in our report. We apologize for neglecting this reference inadvertently. Full-Text PDF Open Access

Members of the MEF2 family of transcription factors bind as homo- and heterodimers to the MEF2 site found in the promoter regions of numerous muscle-specific, growth- or stress-induced genes. We showed previously that the transactivation activity of MEF2C is stimulated by p38 mitogen-activated protein (MAP) kinase. In this study, we examined the potential role of the p38 MAP kinase pathway in regulating the other MEF2 family members. We found that MEF2A, but not MEF2B or MEF2D, is a substrate for p38. Among the four p38 group members, p38 is the most potent kinase for MEF2A. Threonines 312 and 319 within the transcription activation domain of MEF2A are the regulatory sites phosphorylated by p38. Phosphorylation of MEF2A in a MEF2A-MEF2D heterodimer enhances MEF2-dependent gene expression. These results demonstrate that the MAP kinase signaling pathway can discriminate between different MEF2 isoforms and can regulate MEF2-dependent genes through posttranslational activation of preexisting MEF2 protein.

Dicer is essential for plant, Caenorhabditis elegans, and Drosophila antiviral responses because of its role in generating small interfering RNA (siRNA) from viral genomes. We show that because of impaired miRNA production, mice with a variant Dicer1 allele (Dicer1(d/d)) were more susceptible to vesicular stomatitis virus (VSV) infection. We did not detect VSV genome-derived siRNA in wild-type cells or any alteration of interferon-mediated antiviral responses by Dicer1 deficiency. Rather, we found that host miR24 and miR93 could target viral large protein (L protein) and phosphoprotein (P protein) genes, and a lack of miR24 and miR93 was responsible for increased VSV replication in Dicer1(d/d) cells. Our data suggest that host miRNA can play a role in host interactions with viruses.