蛋白激酶與信號(hào)傳導(dǎo)

關(guān)于蛋白激酶與信號(hào)傳導(dǎo)第一頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日蛋白質(zhì)激酶：Ser-OH、Thr-OH酪氨酸蛋白激酶：Tyr-OH第二頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)：蛋白激酶A(PKA)一、蛋白激酶A的特征：PKA:cAMP依賴性蛋白激酶作用：代謝的調(diào)控、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)組成：兩個(gè)催化亞基(C)、兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基(R)C2R2四聚體第三頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日二、PKA的分類R亞基：

I類(RI)：RI49kD，RI、RIII類(RII)：RII55kD，RII、RIIC亞基：C、C、C，40kDPKA全酶：R2C2180kD第四頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日三、PKA的結(jié)構(gòu)：1.C亞基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：N-端有一個(gè)ATP結(jié)合區(qū)，富含甘氨酸序列:GXGXXGX16K在Lys72和Glu91形成離子對(duì)Ala70

與腺苷酸的識(shí)別有關(guān)催化中心位于分子中部，具有結(jié)合多肽底物和催化磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的作用R165DLK168PEN171氨基酸殘基構(gòu)成一個(gè)環(huán)，其中D166(Asp)是磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)。K168(Lys)具有穩(wěn)定中間態(tài)和降低活化能的作用Asp184是金屬離子結(jié)合位點(diǎn)第五頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日2.R亞基的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：R亞基分為3個(gè)結(jié)構(gòu)域N端是二聚化結(jié)構(gòu)域，負(fù)責(zé)和另一個(gè)R亞基的聚合C端有兩個(gè)cAMP結(jié)構(gòu)域，分為A、B結(jié)構(gòu)域。A結(jié)構(gòu)域結(jié)合cAMP較慢、B結(jié)構(gòu)域是優(yōu)先結(jié)合cAMP的位點(diǎn)在二聚化結(jié)構(gòu)域和cAMP結(jié)構(gòu)域之間為：假底物模體(在RI)或真底物模體(在RII)，其氨基酸組成：RRNAIS(RI)/RRVSVC(RII)第六頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日四、PKA功能：C亞基具有催化活性，它識(shí)別底物為RRXS/T和RXS/T，在接受磷酸基團(tuán)S/T的羧基端的氨基酸為蔬水氨基酸。在測(cè)定PKA活性時(shí)，肝丙酮酸激酶的底物：肯普肽(kemptide),LRRASLG是很好的底物，若七肽的S改為A，則轉(zhuǎn)變?yōu)橐种苿?。R亞基是cAMP結(jié)合的靶蛋白，在PKA的四聚體中，它作為“假底物”而抑制C亞基發(fā)揮催化作用,只有當(dāng)cAMP結(jié)合R亞基后，解離狀態(tài)的C亞基才有催化作用第七頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日五、PKA的分布I類主要存在于非神經(jīng)細(xì)胞，尤其在骨骼肌和心肌最為豐富。II類主要存在于神經(jīng)細(xì)胞中。靶向假說：targetinghypothesis

磷酸化事件至少部分地接受了蛋白激酶在細(xì)胞中定位的調(diào)控。蛋白激酶的定位對(duì)其功能的發(fā)揮有重要的作用.PKA的定位有關(guān)的“錨蛋白”(AKAP)能跟RII亞基結(jié)合，使得PKA定位于不同的部位。第八頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)、蛋白激酶C(PKC)

是一種Ser/Thr蛋白激酶，日本學(xué)者Nishizuka1977年，首先發(fā)現(xiàn)存在于鼠腦細(xì)胞中。受甘油二酯（DG）和Ca2+的激活，因?yàn)槠涫艿紺a2+的激活而被命名為蛋白激酶CDG是細(xì)胞對(duì)多種胞外刺激作用的第二信使，是肌醇磷酸脂或膽堿磷酸脂在磷酸脂酶水解而產(chǎn)生的到目前，已發(fā)現(xiàn)PKC有12種亞型，根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和激活劑的不同可以分為3類：第九頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日PKC的分類：常規(guī)型PKC（ConventionalPKC,cPKC）:包括、I、II、四種亞型。需要：Ca2+、DG(甘油二酯)、PS(磷脂酰絲氨酸)新型PKC（novelPKC,nPKC）、、、、五種亞型。需要：DG、PS非典型PKC（atypicalPKC,aPKC）、、三種亞型。只需要PS激活。第十頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)、蛋白激酶B(PKB)

一、概況：(PKB)屬于Ser/Thr蛋白激酶PKB的催化域與PKC和PKA分別有73%和68%的相同。（relatedtotheAandCkinases)T細(xì)胞性淋巴瘤逆轉(zhuǎn)錄病毒癌基因(v-akt)的產(chǎn)物:AktPKB種類：PKB(Akt1,PAC-PK)PKB(Akt2)PKB(PAC-PK)第十一頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日二、PKB的結(jié)構(gòu)(A)(B)(C)(D)(A)人PKB-;(B)人PKB-1(C)人PKB-2

(D)鼠PKB-PH:pleckstrin同源結(jié)構(gòu)域第十二頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日三、PKB的激活機(jī)理:在細(xì)胞膜上，PI-3k的產(chǎn)物PI-3,4-P2或PI-3,4,5-P3結(jié)合PKB的PH結(jié)構(gòu)域，使PKB向膜轉(zhuǎn)位或二聚化，從而被PKB激酶磷酸化。PI-3,4,5-P3還有底物第二信使作用，能別構(gòu)激活PKB激酶PKBK,使PKB發(fā)生Thr308磷酸化,從而發(fā)生部分活化.PKB激酶(PDK-2)能特異磷酸化Ser473,完全活化PKB第十三頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日四、PKB的功能：

在體外，PKB可以磷酸化合成肽:RXRYZ(S/T)(Hy)在體內(nèi):磷酸化糖原合成酶激酶3－糖原合成增加葡萄糖的吸收核糖體蛋白S6激酶(p70S6k)－有關(guān)蛋白質(zhì)生物合成細(xì)胞的存活、增殖細(xì)胞分化細(xì)胞周期的調(diào)節(jié)第十四頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)、蛋白激酶GPKG:cGMP依賴性蛋白激酶PKG-I(76kD):、兩種，胞質(zhì)中PKG-II(86kD):膜蛋白一、PKG的結(jié)構(gòu)：第十五頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日二聚化結(jié)構(gòu)域:含保守的Leu/Ile組成的亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)膜定位自身磷酸化位點(diǎn)(I,II)自身抑制模體(I)協(xié)同作用的調(diào)節(jié)位點(diǎn)(I)第十六頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日

cGMP結(jié)構(gòu)域:cGMP1:親和力低,磷酸化位點(diǎn)Thr(I)/Ser(II)cGMP2:親和力高,磷酸化位點(diǎn)Thr(I,II)催化域:

260aa保守的Lys(I,II)

必需的Thr(I,II),可自身磷酸化細(xì)胞核定位信號(hào)羧端結(jié)構(gòu)域:70aa第十七頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日二、PKG在信號(hào)傳導(dǎo)中的作用PKG參與心鈉素(ANP)的信號(hào)傳導(dǎo)受體：鳥苷酸環(huán)化酶第十八頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日第五節(jié)、酪氨酸激酶(TPK)

一、類型：

受體型TPK、非受體型TPK二、受體型TPK:1.受體型TPK亞類：根據(jù)結(jié)構(gòu)分為9個(gè)亞類：表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)胰島素受體(IGF-1R)血小板生長(zhǎng)因子受體(PDGFR)纖維生長(zhǎng)因子受體(FGFR)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體(VEGFR)肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子受體(HGFR)Trk基因產(chǎn)物受體受體Eph/Elk/Eck/Erk基因產(chǎn)物受體受體蛋白AXI第十九頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日①②③④⑤⑥⑦⑧⑨酪氨酸激酶跨膜結(jié)構(gòu)域富含Cys結(jié)構(gòu)域免疫球蛋白樣結(jié)構(gòu)域酸盒結(jié)構(gòu)域纖連蛋白II結(jié)構(gòu)域第二十頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日2.受體型TPK功能結(jié)構(gòu)域：配體結(jié)合域：跨膜區(qū)域：催化域：有兩個(gè)保守模體

DLAARN：R：精aa，與ATP的r-磷酸離子鍵

VPIKW：P脯aa;W色aa與底物識(shí)別有關(guān)調(diào)節(jié)域：自身磷酸化位點(diǎn)、活性調(diào)控第二十一頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日三、非受體型TPK:1.分類：根據(jù)在亞細(xì)胞的定位和表達(dá)分為8個(gè)亞類

家族成員表達(dá)組織亞細(xì)胞分布Jac3造血組織胞質(zhì)Syk2B/T細(xì)胞胞質(zhì)Abl2廣泛分布胞核/胞質(zhì)Src9廣泛分布膜質(zhì)組織Csk1廣泛分布胞質(zhì)Fak1廣泛分布細(xì)胞粘著斑Fps3造血細(xì)胞胞質(zhì)Btk3造血/肝細(xì)胞胞質(zhì)第二十二頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日J(rèn)akSykAblSrcCskFakFpsBtk激酶SH2SH3幾種非受體型TPK的結(jié)構(gòu)第二十三頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日第六節(jié)、絲裂原激活蛋白激酶家族Mitogen-activatedproteinkinase簡(jiǎn)寫：MAPK)Ser/Thr蛋白激酶；三個(gè)亞家族：胞外應(yīng)答激酶：Extracellularly-responsivekinase（ERK)c-Jun氨基末端激酶：c-JunN-terminalkinase(JNK)p38-絲裂原激活蛋白激酶(p38-MAPKs)MAPK的活化特點(diǎn)：要經(jīng)過級(jí)聯(lián)激活系統(tǒng)：MAPKKKMAPKKMAPK第二十四頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日

MAPK級(jí)聯(lián)激活S:絲氨酸T：蘇氨酸X：任意氨基酸P：磷酸基團(tuán)第二十五頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日(一)、ERK系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)成員：ERK的活化過程：MAPKKK級(jí) Raf亞家族MAPKK級(jí) MEK1/MEK2MAPK級(jí) ERK亞家族Raf家族（3K級(jí)）：Raf是一個(gè)病毒癌基因v-Raf同源的細(xì)胞基因c-raf的產(chǎn)物；有三種亞類A-Raf,B-Raf,C-Raf;結(jié)構(gòu)上保守的三個(gè)區(qū)域：CR-1:富含Cys(又稱CRD)CR-2:富含Ser/Thr－調(diào)節(jié)區(qū)CR-3:含Tyr/Ser－－催化區(qū)第二十六頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日MEK(包括MEK1和MEK2)

胞外應(yīng)答激酶：Extracellularly-responsivekinase（ERK)有一個(gè)富含Pro的結(jié)構(gòu)域，可以結(jié)合Raf,并作為Raf的底物受磷酸化而激活。MEK是可溶性的酶有雙功能的激酶：催化MAPK分子中的Thr-X-Tyr(TXY)模體的Thr和Tyr殘基的磷酸化。TXY的模體通常是TEY（Thr-Glu-Tyr）,MEK又稱為TEY激酶第二十七頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日ERK:細(xì)胞外應(yīng)答激酶有三種ERK:ERK1,44kD;ERK2,42kD;ERK3,62kD;ERK1&2:依賴Ser/Thr蛋白激酶，優(yōu)先磷酸化Pro-X-Ser/Thr或Ser/Thr-Pro結(jié)構(gòu)ERK3磷酸化模體:Ser-Glu-Gly(SEG)ERK作用：ERK受MEK活化后轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核內(nèi)，使很多依賴磷酸化激活的轉(zhuǎn)錄因子或與轉(zhuǎn)錄過程有關(guān)的酶、蛋白質(zhì)磷酸化。如轉(zhuǎn)錄因子：Elk-1,TAL-1,RNA聚合酶II；核蛋白:c-Fos,c-Myc,c-Myb,Ets-2,p53,STAT；結(jié)構(gòu)蛋白：微管相關(guān)蛋白-2,調(diào)節(jié)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。第二十八頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日（二）JNK系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)成員c-Jun氨基末端激酶（JNK）：磷酸化轉(zhuǎn)錄因子c-Jun的氨基末端，而得名。緊張活化蛋白激酶（SAPK）：級(jí)聯(lián)成員:MEKK—JNKK—JNK1.

MEKK:屬于MAPKKK家族(相當(dāng)于ERK信號(hào)流中的Raf)成員：MEKK1,2,3MEKK1在靜息細(xì)胞中和抑制劑結(jié)合，外界刺激信號(hào)脫落抑制劑而激活。Cdc42和小G蛋白R(shí)ac通過P21蛋白活化激酶-1(PAK-1)調(diào)節(jié)MEKK1MAKK3除作用JNKK外，還能優(yōu)先激活MEK第二十九頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日J(rèn)NKK:屬于MAPKK家族，相當(dāng)于ERK信號(hào)流中的MEKJNKK具有雙功能激酶磷酸化底物JNK蛋白Thr-Pro-Tyr(TPY)模體中的T&YJNKK又稱TPY激酶JNKK能激活p38-MAPK第三十頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日J(rèn)NK屬于MAPK家族，相當(dāng)于ERK信號(hào)流中的ERKJNK成員：JNK1、JNK2、JNK3JNK1和JNK2在多細(xì)胞中表達(dá)，JNK3只在神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá)JNK可使c-Jun的N-端Ser63、Ser72磷酸化?？墒罐D(zhuǎn)錄因子TCF、ATF-2磷酸化第三十一頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日(三)p38-MAPK系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)成員1.p38蛋白:脂多糖(LipopolysccharideLPS)結(jié)合CD14后，引起細(xì)胞內(nèi)MAPK信號(hào)流的激活，誘導(dǎo)了一種分子量38kd的蛋白質(zhì)發(fā)生酪氨酸磷酸化，這種蛋白質(zhì)稱之.2.p38蛋白成員

(MAPK成員）；ASK1 MKK3/MKK6p383.p38信號(hào)流的作用：控制一些應(yīng)激因素和細(xì)胞因子引起的細(xì)胞調(diào)亡第三十二頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日4.ASK1:(ApoptosisSignal-regulatingKinase1簡(jiǎn)稱ASK1)屬于MAPKKK家族，它能磷酸化MKK3/MKK6和SEK15.MKK3/MKK6:屬于MAPKK家族，6種亞型，其中只有第3和第6兩種亞型是活化p38的蛋白激酶。它是雙功能的激酶。磷酸化p38中的Thr-Gly-Tyr(TGY)模體中的Tyr和Thr，從而激活p38蛋白，TGY激酶6.p38蛋白：屬于MAPK家族，本身受到MKK3/MKK6磷酸化而激活，作為蛋白激酶可以磷酸化多種轉(zhuǎn)錄因子，TCG、ATF-2、MEF-2C等第三十三頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日Raf

MEKKASK1MEKJNKKMKK3，MKK6ERK

JNKp38MAPKKKMAPKKMAPK第三十四頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日第七節(jié)、鈣調(diào)蛋白依賴性的蛋白激酶(CaM-PK)鈣調(diào)蛋白(CalmodulinCaM):Ca2+/CaM種類：磷酸化酶激酶（PhosphorylaseKinase）：肌球蛋白輕鏈激酶（MyosinLightChainKinase，MLCK）：鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶（CaM-PK）：一、CaM-PK的特征：CaM-PK有5個(gè)亞型，II了解較清楚，能催化突觸蛋白I的位點(diǎn)II磷酸化（CaM-PKII）。由8－10個(gè)亞基組成，每個(gè)亞基50-60kd,有5種不同型號(hào)亞基：、、、、等。第三十五頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日二、CaM-PKII結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：CaM-PKII的各種亞基相似，由4個(gè)結(jié)構(gòu)域組成激酶域：自抑制域：鈣調(diào)蛋白結(jié)合域：聚合域：第三十六頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日三、CaM-PKII的激活過程：自抑制域和激酶域結(jié)合使酶無(wú)活力Ca2+/CaM與酶的CaM結(jié)合域結(jié)合使酶變構(gòu),自抑制域脫離激酶域，從而使酶活化?；罨窽hr286自身磷酸化而成Ca2+不依賴型.Ca2+不依賴型的酶因Thr286磷酸化而有活力.第三十七頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日第八節(jié)、細(xì)胞跨膜信號(hào)傳導(dǎo)通路細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，三個(gè)過程：信號(hào)分子的接受信號(hào)的放大生物效應(yīng)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的途徑1、通過膜受體途徑：化學(xué)信號(hào)分子（第一信使）被專一性的受體識(shí)別。受體能區(qū)分不同的外界刺激，并激活特定的信號(hào)放大系統(tǒng)，產(chǎn)生第二信使（cAMP），后者通過細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)分子再作用于其靶分子，產(chǎn)生特定的生物學(xué)效應(yīng)。包括：蛋白結(jié)構(gòu)、酶活力、基因表達(dá)、膜通透性等方面的改變，從而產(chǎn)生一系列的生理、病理效應(yīng)。2、通過胞質(zhì)受體途徑：化學(xué)信號(hào)分子（第一信使）與胞質(zhì)受體結(jié)合，如自體激素等，結(jié)合受體后通常直接進(jìn)入細(xì)胞核，也有的受體如甲狀腺素和維甲酸受體主要在細(xì)胞核內(nèi)，結(jié)合配體后直接調(diào)節(jié)基因的活化。第三十八頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日一、受體：受體概念：生物信號(hào)接收器，專一結(jié)合化學(xué)信號(hào)，發(fā)生特異作用，產(chǎn)生特定的生物學(xué)效應(yīng)。受體種類：膜受體（位于細(xì)胞膜）、胞內(nèi)受體（位于細(xì)胞質(zhì)、核質(zhì)、胞內(nèi)膜）膜受體結(jié)構(gòu)域：胞外域、跨膜域、胞內(nèi)域膜受體的分類：離子通道受體：G蛋白偶聯(lián)受體：酪氨酸蛋白激酶相關(guān)受體：其它酶活性的受體：第三十九頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日5、質(zhì)膜激素受體的信號(hào)傳遞：激素(第一信使

)靶細(xì)胞

基因表達(dá)（第二信使）

1）與G蛋白偶聯(lián)受體質(zhì)膜受體：2）催化性的受體

3）通道性的受體質(zhì)膜受體級(jí)聯(lián)反應(yīng)生物學(xué)效應(yīng)1）水溶性化合物2）脂溶性化合物細(xì)胞漿細(xì)胞核3）甲狀腺素、維甲酸第四十頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日5、受體作用特征：特異性：specificity，配體與受體的結(jié)合嚴(yán)格選擇。包括二者的結(jié)構(gòu)、構(gòu)型與構(gòu)象高親和性：Highaffinity，受體與其配體的親和力應(yīng)與其配體的生理濃度相適應(yīng)。飽和性：Saturability，受體以有限的數(shù)目存在于特定的靶細(xì)胞。生物學(xué)效應(yīng)：Biologicalresponse，一種受體與特定的受體7激素結(jié)合，產(chǎn)生特定的生物學(xué)效應(yīng)。第四十一頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日二、G蛋白存在于質(zhì)膜上的一組信號(hào)傳遞蛋白，即鳥苷三磷酸（GTP）的結(jié)合蛋白（Guanosinetriphosphate-bindingprotein）。與GTP結(jié)合活化狀態(tài)，與GDP結(jié)合失活狀態(tài)。二種類型：G蛋白：異三聚體，,，三類亞基組成。α亞基有20多種，39kD~46kD；β亞基有6種，37kD左右，γ亞基則有12種，8kD。組成的αβγ三聚體G蛋白可有上千種。小G蛋白：?jiǎn)捂溄Y(jié)構(gòu)，20～30kD；50多種，P21Ras家族第四十二頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日G蛋白的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：α亞基有2個(gè)結(jié)構(gòu)域，GTP結(jié)合域和催化域。催化域有GTP水解酶（GTPase）活性。GTP結(jié)合域是獨(dú)特的螺旋結(jié)構(gòu)域，它把GTP包埋在整個(gè)蛋白質(zhì)的中心，Gα在合成后加工過程中，其N端的甘氨酸和豆蔻酸（十四烷酸）共價(jià)連接，并以此插入質(zhì)膜的脂雙層中。β亞基有7個(gè)β片層結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)組氨酸可以被磷酸化，并且磷酸基團(tuán)通常來(lái)自GTP而不是ATP，其功能還不清楚。γ亞基有一個(gè)N端無(wú)規(guī)則卷曲，其中半胱氨酸可以發(fā)生脂化如法尼基化（farnesuylation）或牻牛兒牻牛兒基化（geranylgeranylation），錨定在膜內(nèi)側(cè)。β亞基與γ亞基緊密結(jié)合形成一個(gè)功能單位，只有在變性時(shí)才能分開。第四十三頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日三、核苷酸環(huán)化酶

有兩類：腺苷酸環(huán)化酶（AC）和鳥苷酸環(huán)化酶（GC）。AC和異三聚體G蛋白相偶聯(lián)，而GC本身就是一種膜受體。AC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能：AC催化ATP生成3,5-環(huán)腺苷一磷酸，簡(jiǎn)稱cAMP，另一產(chǎn)物是焦磷酸PPi。哺乳動(dòng)物的AC有10型，它們的分布有組織特異性。AC是一個(gè)結(jié)構(gòu)十分特殊的跨膜蛋白，含有1064～1248個(gè)氨基酸殘基，在構(gòu)象上類似多次跨膜的離子通道蛋白。第四十四頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日N-端在胞內(nèi)，接著是6次跨膜結(jié)構(gòu)（第一組跨膜域M1）然后是第1個(gè)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域C1，又分成C1a和Clb。C1a在各型AC中有55％～93％的同源性，再向C端又是6次跨膜結(jié)構(gòu)（第二組跨膜域M2），再進(jìn)入胞內(nèi)形成第2個(gè)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域C2，其C2a在各型AC中也有53％～89％的同源性，C2b是整個(gè)肽鏈的C端。C1a和C2a是AC的催化部位，這兩個(gè)部位對(duì)催化作用均為必需。目前尚不知哪個(gè)部位對(duì)催化更重要，或基本上是催化部位，也不知調(diào)節(jié)部位在C1a或C2a。第四十五頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日GC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能：GC催化ATP生成3,5-環(huán)鳥苷一磷酸，簡(jiǎn)稱cGMP，另一產(chǎn)物也是PPi。GC也是一個(gè)家族，有多種類型。哺乳動(dòng)物細(xì)胞胞質(zhì)中的GC是兩個(gè)大小不同亞基的二聚體血紅素為其輔基。一氧化氮（NO）可通過血紅素調(diào)節(jié)GC活力而引起血管擴(kuò)張，膜結(jié)合性GC為單體。分子量大約為120kD~180kD，其N-端為配體結(jié)合區(qū)，在膜外接著是一段跨膜區(qū)，胞內(nèi)的C端為環(huán)化酶催化區(qū)。有兩個(gè)區(qū)域和腺苷酸環(huán)化酶AC的C1a和C2a區(qū)高度同源，它能催化和AC相似的反應(yīng)。膜結(jié)合GC在催化性質(zhì)上和胞質(zhì)型的不同，底物GTP對(duì)前者呈現(xiàn)正協(xié)同別構(gòu)效應(yīng)，而對(duì)后者則沒有協(xié)同效應(yīng)。GC的生物效應(yīng)幾乎全部是通過蛋白激酶G來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第四十六頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日2．cAMP的降解細(xì)胞內(nèi)cAMP磷酸二酯酶調(diào)控cAMP的水平。cAMP的水解終止了激素刺激的信號(hào)。cAMP磷酸二酯酶受到胞質(zhì)Ca2+水平升高的活化，從而激活cAMP磷酸二酯酶活性，使cAMP水解成5’-AMP。3．cGMP通路環(huán)鳥苷酸（cGMP）是由鳥苷酸環(huán)化酶（GC）產(chǎn)生的，后者不需要和G蛋白偶聯(lián)而本身就是一種跨膜受體，可與外界信號(hào)分子如心鈉素直接結(jié)合。cGMP通過蛋白激酶G（PKG）使一系列蛋白質(zhì)磷酸化引起激活或失活，從而表現(xiàn)生物效應(yīng)。有趣的是cGMP引起的生物效應(yīng)在很多方面恰巧和cAMP相反，如cGMP降低細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度，降低心肌收縮力，而cAMP則使細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度上升而促進(jìn)心肌收縮。因此，cAMP和cGMP看作對(duì)生理效應(yīng)的正負(fù)調(diào)節(jié)劑，提出所謂“陰陽(yáng)”學(xué)說。第四十七頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日四、環(huán)腺苷酸介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

1．以cAMP為第二信使的信號(hào)分子Gs與活化腺苷酸環(huán)化酶的受體偶聯(lián)，對(duì)AC有激活作用。促進(jìn)cAMP的產(chǎn)生。興奮性的受體(Rs)Gi與抑制腺苷酸環(huán)化酶的受體偶聯(lián)，對(duì)AC有抑制作用。抑制cAMP的產(chǎn)生。抑制性的受體(Ri)通過Gs作用的激素：下丘腦激素、垂體促激素、抗利尿激素、甲旁腺素、絨毛膜促性腺激素、胰高血糖素等及兒茶酚胺的β受體（典型配體為異丙基腎上腺素）。通過細(xì)胞膜上相應(yīng)的受體，將信號(hào)傳至G蛋白，經(jīng)Gs激活腺苷酸環(huán)化酶（AC），引起cAMP合成增多。因此，cAMP是這類激素的第二信使。通過Gi作用：AC負(fù)調(diào)控，如生長(zhǎng)抑素（somatostatin）受體和兒茶酚胺α2受體（配體為去甲腎上腺素），通過Gi蛋白抑制AC的活性，使cAMP的濃度下調(diào)。不同組織的前列腺素E1的受體因偶聯(lián)不同的G蛋白Gs或Gi，故對(duì)cAMP的生成有不同的作用。第四十八頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日cAMP結(jié)合PKA的調(diào)節(jié)亞基，使調(diào)節(jié)亞基與催化亞基解聚而活化PKA的催化亞基。后者可通過一系列蛋白激酶引起磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)，最后激活或抑制一些代謝過程的關(guān)鍵酶。這種級(jí)聯(lián)反應(yīng)，可使信號(hào)分子的作用逐級(jí)放大，使胞外信號(hào)分子極微量的變化就可以引起明顯的生物效應(yīng)。cAMP激活PKA后，除了可以使一些代謝相關(guān)的酶發(fā)生磷酸化以調(diào)節(jié)代謝外，活化的PKA催化亞基也可以進(jìn)入核內(nèi)，磷酸化一些轉(zhuǎn)錄因子，直接調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子的活性，從而產(chǎn)生cAMP誘導(dǎo)的基因表達(dá)。第四十九頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日五、磷脂酶C-甘油二酯-蛋白激酶C介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

磷脂酰肌醇專一性磷脂酶C（PI-PLC）：底物是磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PI-4,5-P2）激活作用方式：（1）通過G蛋白的作用：如腎上腺能α1受體激動(dòng)劑和鈴蟾肽（蛙皮素）、凝血酶等（2）通過酪氨酸磷酸激酶（TPK）的作用：如表皮生長(zhǎng)因子（EGF）和血小板源生長(zhǎng)因子（PDGF），或非受體型TPK，如細(xì)胞因子（IL-6）。（3）不同途徑：不同組織的受體時(shí)會(huì)引起不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方式，如抗利尿激素（加壓素，vesopressin）作用于腎臟時(shí)，主要通過cAMP通路，而作用于肝臟時(shí)則主要通過PI-PLC通路。

p86表4-3總結(jié)了一些重要的激活PI-PLC的胞外信號(hào)分子和受體。第五十頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日3．甘油二酯的生成和作用機(jī)制

：磷脂酰肌醇專一性磷脂酶C（PI-PLC）激活后，催化PI-4,5-P2水解生成甘油二酯（DG）和三磷酸肌醇（IP3）DG、IP3兩個(gè)都是信使分子。DG是脂溶性的，生成后仍停留在膜上，DG是常規(guī)型和新型PKC的特異性激活劑，主要與PKC調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域中的富含Cys的模體-2（CCR2）結(jié)合，引起PKC變構(gòu)，使假底物模體在空間上脫離被其阻斷的催化中心而引起酶的激活。DG激活PKC的過程通常還需要Ca2+及磷脂酰絲氨酸等其他物質(zhì)。來(lái)自PI-4,5-P2和來(lái)自磷脂酰膽堿（PC）的DG都能激活PKC。使PKC迅速的激活，從而引發(fā)早期的細(xì)胞反應(yīng)，如激素和神經(jīng)遞質(zhì)的釋放以及酶的分泌等。

第五十一頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日4．蛋白激酶C的底物蛋白蛋白激酶C（PKC）的生物效應(yīng)是通過對(duì)眾多底物蛋白的磷酸化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，PKC作用對(duì)象包括以下六種成分：（1）收縮蛋白和細(xì)胞骨架蛋白，如肌球蛋白輕鏈，肌鈣蛋白，鈣橋蛋白，微管相關(guān)蛋白等。（2）酶分子，如糖原磷酸化酶激酶，糖原合成酶，甲羥戊二酰CoA還原酶，酪氨酸羥化酶，鳥苷酸環(huán)化酶，肌球蛋白輕鏈激酶等。（3）膜蛋白，如Ca2+-ATP酶，Na＋/K＋-ATP酶，Na＋／H＋交換系統(tǒng)和GTP酶激活蛋白（GAP）等，后一作用可使Ras處于激活狀態(tài)。第五十二頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日（4）膜受體，如表面生長(zhǎng)因子（EGF）受體，胰島素受體，生長(zhǎng)素介質(zhì)C受體，白介素-2（IL-2）受體，β腎上腺能受體等，通過這些受體調(diào)節(jié)區(qū)的磷酸化，對(duì)受體實(shí)現(xiàn)反饋調(diào)節(jié)。如EGF和胰島素受體C端的Ser或Thr被磷酸化后，可抑制受體的TPK活性和對(duì)EGF的親和力。（5）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，如Raf的Ser499位可受PKC磷酸化而激活，使PKC通路和生長(zhǎng)因子通道（Raf-MEK-ERK）實(shí)行串話（crosstalking）。（6）轉(zhuǎn)錄因子，PKC可從胞液轉(zhuǎn)至胞核，使癌基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生磷酸化，如使Fos和一種絲氨酸蛋白磷酸酶磷酸化，影響基因轉(zhuǎn)錄。PKC還可使血清反應(yīng)因子（SRF）磷酸化而使SRF結(jié)合于c-fos基因調(diào)節(jié)區(qū)的DNA序列（血清反應(yīng)元件SRE），從而促進(jìn)fos基因的轉(zhuǎn)錄和合成，使細(xì)胞內(nèi)的Fos蛋白增加。PKC還可使穿梭蛋白（shutterprotein）樣的轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)至細(xì)胞核，發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的作用，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。第五十三頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日六、磷脂酰肌醇專一性磷脂酶C-三磷酸肌醇-Ca2+介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)磷脂酰肌醇專一性磷脂酶C（PI-PLC）：水解磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PI-4,5-P2）底物，產(chǎn)生，三磷酸肌醇（IP3）IP3可動(dòng)員細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)釋放Ca2+，再通過Ca2+或Ca2+-鈣調(diào)節(jié)蛋白（CaM）復(fù)合物轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)。IP3對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)的作用，IP3被內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或肌質(zhì)網(wǎng)膜表面的IP3受體專一性的識(shí)別，IP3本身有Ca2+通道的功能，因而開放Ca2+通道，使儲(chǔ)存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的Ca2+釋放入胞液中，使胞液中Ca2+濃度升高。IP3代謝主要有兩方面途徑：一是在5-磷酸酶作用下水解生成I-1,4-P2而失活；另一途徑是在某種磷酸肌醇3-激酶作用下，進(jìn)一步磷酸化，生成I-1,3,4,5-P4。I-1,3,4,5-P4也有第二信使功能，它可以促進(jìn)Ca2+從胞外進(jìn)入到胞內(nèi)。最后，I-1,3,4,5-P4可以進(jìn)一步水解成I-1,3,4-P3，這種肌醇三磷酸與I-1,4,5-P3不同，是一種失活形式，用以重新合成PI-4,5-P2。第五十四頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日6、Ca2+的信使作用：

Ca2+升高可以激活Ca2+/鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶（CaM-PK），促進(jìn)一系列酶磷酸化活化酪氨酸羥化酶、色氨酸羥化酶－－加速兒茶酚胺、5-羥色胺等神經(jīng)遞質(zhì)的合成CaM-PK使平滑肌的肌球蛋白輕鏈磷酸化后，還可引起平滑肌收縮或張力增加。磷酸化細(xì)胞的微絲蛋白、微管蛋白等可調(diào)節(jié)細(xì)胞的形態(tài)和運(yùn)動(dòng)。

Ca2+的升高還可進(jìn)一步激活磷脂酶C，促進(jìn)IP3產(chǎn)生，構(gòu)成正反饋調(diào)節(jié)

Ca2+離子濃度過高又能抑制IP3介導(dǎo)的胞內(nèi)鈣釋放，以防Ca2+過高造成細(xì)胞損傷。第五十五頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日七、受體酪氨酸蛋白激酶介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

通過受體酪氨酸蛋白激酶（R-TPK）介導(dǎo)的信號(hào)分子主要是包括某些生長(zhǎng)因子在內(nèi)的細(xì)胞因子，胰島素因具有類似生長(zhǎng)因子的作用，并且受體十分類似生長(zhǎng)因子受體。故屬于生長(zhǎng)因子受體家族。第五十六頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日（1）Grb2-Sos銜接蛋白-Ras通路：鳥苷酸釋放蛋白（GNRP）的作用，活化的機(jī)制可能與Ras效應(yīng)結(jié)構(gòu)域中的Tyr35與GTP的γ磷酸結(jié)合后發(fā)生構(gòu)象變化有關(guān)。Ras的GTP酶激活蛋白（GAP）也含有SH2結(jié)構(gòu)，可以和活化受體直接結(jié)合，并成為其TPK的底物，通過酪氨酸酶的磷酸化，改變GAP的活性，從而調(diào)節(jié)Ras的活性。①Raf-MEK-ERK級(jí)聯(lián)系統(tǒng)：②小G蛋白系統(tǒng)：③PI-3K系統(tǒng)：（2）P1-PLCγ通路：PI-PLCγ有兩個(gè)SH2結(jié)構(gòu)域，也可和R-TPK的某一磷酸Tyr位點(diǎn)結(jié)合，R-TPK使PI-PLCγ的Tyr783，771和I254磷酸化，從而激活P1-PLCγ，后者使PI-4,5-P2水解生成DG，轉(zhuǎn)而激活PKC，使生長(zhǎng)因子的信號(hào)轉(zhuǎn)入PKC通路。第五十七頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日（3）Pl-3K系統(tǒng)：Pl-3K系統(tǒng)除通過Ras激活，也存在不依賴Ras的激活通路，因1類PI-3K的p85蛋白調(diào)節(jié)亞基的C端帶有SH2結(jié)構(gòu)域，可直接和自身磷酸化的R-TPK的磷酸酪氨酸位點(diǎn)結(jié)合，其Tyr可被R-TPK磷酸化而激活，也同樣可啟動(dòng)PI-3K-PKB通路。（4）非受體型TPK通路：某些非受體型TPK如Src也可通過其SH2域與活化的受體TPK結(jié)合，它的Tyr被磷酸化的活性形式同樣可激活PI-PLCγ，使信號(hào)轉(zhuǎn)入PKC通路，也可激活Raf-1，使信號(hào)越過Ras而進(jìn)入Raf-MEK-ERK系統(tǒng)。第五十八頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日八、鞘磷脂-神經(jīng)酰胺介導(dǎo)的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

神經(jīng)酰胺的產(chǎn)生有兩種途徑：（1）神經(jīng)酰胺合酶（ceramidesynthase）途徑：

由絲氨酸和棕櫚酰CoA先縮合成3酮二氫鞘氨醇，再還原后與脂酰CoA作用、生成神經(jīng)酰胺，誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡。（2）神經(jīng)鞘磷脂酶途徑：神經(jīng)鞘磷脂酶（sphingomylinase，SMase）作用產(chǎn)生神經(jīng)酰胺和磷酸膽堿。NSMase主要活化ERK信號(hào)流，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)等；ASMase則激活SAPK／JNK信號(hào)流，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡等第五十九頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日第九節(jié)：細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路間的串話

一、概念：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的“串話”(crosstalking)。細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)實(shí)際上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，各條轉(zhuǎn)導(dǎo)通路并不是獨(dú)立存在而互不相關(guān)，而是相互聯(lián)絡(luò)，尤似一個(gè)交通網(wǎng)。一條通路的激活可以啟動(dòng)或活化另一通路，也可以抑制另一通路，這就是所謂這對(duì)各條信號(hào)通路間的的“串話”(crosstalking)。這對(duì)各條信號(hào)通路間的平衡和細(xì)胞的正?；顒?dòng)具有十分重要的意義。第六十頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日1．三條MAPK信號(hào)流之間的串話：激動(dòng)素上游激動(dòng)素MEKK第六十一頁(yè)，共七十頁(yè)，2022年，8月28日三條途徑的主要功能：1、Raf-MEK-ERK通路：細(xì)胞增殖等過程2、MEK