分子生物学细胞信息转导.ppt

蛋白激酶（protein kinase, PK） 能将ATP分子上的 ? -磷酸转移到蛋白质的Ser，Thr，Tyr残基上，使蛋白质磷酸化的酶。 PKA ，PKC， PKG , PKB， CaMK 依赖Ca和Ca调蛋白的蛋白激酶 蛋白激酶的磷酸化与脱磷酸化 -OH Thr Ser Tyr 酶蛋白 H2O Pi 磷蛋白磷酸酶 ATP ADP 蛋白激酶 Thr Ser Tyr -O-PO32- 磷酸化的酶蛋白 Mg2+ （一）cAMP - 蛋白激酶Ａ途径 胞外信号(激素) 膜受体 G蛋白 AC cAMP PKA活化 酶或功能蛋白质磷酸化 生物学效应 1. cAMP 的合成与分解 腺苷酸环化酶 (adenylate cyclase,)，AC 磷酸二酯酶(phosphodiesterase,)，PDE 第二信使 （无活性） cAMP ATP AC PPi PDE H2O 磷酸二酯酶 (phosphodiesterase, PDE) 腺苷酸环化酶 (adenylate cyclase,AC) 磷酸连接在3, , 5,C上 2．cAMP的作用机理 激活cAMP依赖性蛋白激酶（PKA） PKA有四个亚基，两个调节亚基R，两个催化亚基C。四个亚基在一起时没有活性，当4cAMP分别与两个调节亚基结合，催化亚基与调节亚基分开，调节亚基失去对催化亚基的抑制作用，使催化亚基有活性。 激活cAMP依赖性蛋白激酶（PKA） 3．PKA的作用 使多种蛋白质特定的Ser/Thr残基磷酸化。 （1） 对代谢的调节作用（如对糖代谢的调节作用） 通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调节功能。 （2 ） 对基因表达的调节作用 受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共同的DNA序列 （TGACGTCA）称为cAMP应答元件（ cAMP response element, CRE） 可与cAMP应答元件结合蛋白（ cAMP response element binding protein, CREB) 相互作用而调节此基因的转录。 PKA对代谢的调节作用 （如肾上腺素对糖原磷酸化酶的调节作用） 第一信使 第二信使 有活性 无活性 有活性 有活性 受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，称为cAMP应答元件(cAMP response element , CRE)。 可与cAMP应答元件结合蛋白 (cAMP response element bound protein,CREB)相互作用而调节此基因的转录。 对基因表达的调节作用 对基因表达的调节作用 DNA CRE CREB PKA Ｐ Transcription mRNA CREB PKA Ｐ CREB Ｐ CREB Ｐ 顺式作用元件 Gs AC ATP cAMP C C R R C C 蛋 白 磷 酸 化 R R 2cAMP 2cAMP CREB N Pi Pi Pi 转录活化域 DNA结合域 细胞膜 核 膜 Ｃ Ｃ 结构基因 Ｃ Ｒ Ｅ Ｂ Ｃ Ｒ Ｅ Ｂ 细胞核 Pi Pi Ｃ Ｒ Ｅ Ｂ Pi Ｃ Ｒ Ｅ Ｂ Pi ＣＲＥ DNA 蛋白质 Ca2+－ 磷脂依赖性蛋白激酶途径 (Ca 2+ - CAM – CAMK途径 Ca 2+－钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径 (DAG-PKC途径) （二）Ca 2+－依赖性蛋白激酶途径 Ca 2+在收缩、运动、分泌、分裂和信息传递等生命活动中有重要作用 胞浆[Ca 2+ ]i：0.01-1umol/L 细胞外（血液）：2.5mmol/L 5000—10000倍， Ca 2+库 （内质网、 线粒体、肌浆网）释放入胞浆，引起 [Ca 2+ ] i 瞬间增高，调节生命活动。 Ca 2+ 1、 DAG和IP3的 生成与功 能 PIP2 PLC IP3+DAG（DG） 第二信使 （双信使） DAG：在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协同下激活PKC IP3 ：与内质网和肌浆网上的受体结合，促使细胞内 Ca2+释放,引起信使途径 （细胞膜上的磷酯） 磷酯酰肌醇 4, 5,二磷酸 (磷酯酶C) IP3 DAG PIP2 PLC IP3和DAG的生物合成和功能 配体 受体 PLC PIP2 IP3 Ca2＋ PKC DAG G蛋白 内质网 酶或功能蛋白磷酸化 生物学效应 （1） Ca 2+－ 磷脂依赖性蛋白激酶途径 PS （DG依赖性PKC途径） 2、 两条途径： (DAG-PKC途径) 磷脂酰丝氨酸 ② 调节基因表达 PKC 对基因的活化分为早期反应和晚期反应。 PKC的生理功能