Dalam biologi sel, fosforilasi ekstraseluler signal-regulated kinase (ERK) mengacu pada jalur pensinyalan yang terdiri dari protein dan enzim yang terlibat dalam proses seluler, yaitu kelangsungan hidup sel dan apoptosis. Fosforilasi ERK adalah salah satu dari empat jalur pensinyalan protein kinase yang diaktifkan mitogen (MAPK). Kaskade fosforilasi ERK diaktifkan ketika molekul reseptor tirosin (Tys) dan/atau treonin (Thr) kinase mengaktifkan protein kinase pada permukaan sel. Ketika siklus fosforilasi ERK tidak berfungsi dengan baik, aktivasi ERK yang tidak tepat dapat terjadi dan sel-sel abnormal dan kanker dapat berkembang.
Peran paling dasar dari fosforilasi ERK adalah kelangsungan hidup sel; namun, ada bukti peran pemicu kematian dalam kondisi tertentu di dalam sel. Bukti telah menunjukkan bahwa ERK mengatur kelangsungan hidup sel dan kematian sel, atau apoptosis, di berbagai titik di sepanjang jalur pensinyalan. Mekanisme pasti dari apoptosis yang diinduksi ERK dapat terjadi pada tingkat yang berbeda, baik hulu maupun hilir kaskade fosforilasi. Para ilmuwan telah menyarankan hubungan antara peran kematian sel ERK dan efek terkait cedera atau stroke.
Mendefinisikan fosforilasi ERK memerlukan penjelasan tentang kaskade fosforilasi, yang melibatkan beberapa enzim dan protein yang sangat spesifik. Ada dua jalur ERK – kinase-1 (ERK1) dan kinase-2 (ERK2), juga dikenal sebagai MAPK3 dan MAPK1, masing-masing. Aktivasi ERK membutuhkan fosforilasi ganda oleh Tys dan Thr, dimulai dengan fosforilasi Tys. Fosforilasi melibatkan transfer satu molekul fosfat dari protein kinase aktif ke protein kinase tidak aktif; molekul adenosin trifosfat (ATP) pembawa energi menyumbangkan molekul fosfat. Aktivasi satu protein kinase menghasilkan fosforilasi setiap protein kinase berikutnya di sepanjang jalur sampai protein diaktifkan dan respons seluler ditimbulkan.
Sel dari asal yang berbeda memerlukan protein dan/atau enzim yang berbeda untuk mendorong kaskade fosforilasi. Untuk setiap protein yang mengaktifkan, pasti ada protein yang menonaktifkan. Molekul yang mengaktifkan dan menonaktifkan pada dasarnya mengatur kaskade sinyal melalui pengikatan dengan situs reseptor sampai respon seluler yang sesuai selesai. Beberapa protein yang terlibat dalam siklus fosforilasi ERK telah ditargetkan dalam terapi pengobatan kanker karena aktivasi ERK atipikal telah terbukti menyebabkan kanker.
Dalam industri farmasi, obat terapeutik telah dikembangkan untuk menargetkan reseptor protein spesifik, yaitu reseptor protein berpasangan G (GCPR). G-protein (Ras, Rac, Rho, Cdc42, dll.) terlibat dalam banyak proses fisiologis pada tingkat sel. Para peneliti telah mengembangkan uji ERK sebagai alat untuk mengukur aktivasi GCPR. Uji ERK seperti ini memungkinkan deteksi ERK dan memberikan hasil yang jelas dan konsisten untuk pengembang obat.