细胞信号转导课件.ppt

* Grb2:growth factor receptor binding，生长因子结合蛋白 Sos: Son-of-sevenless GNRP: guanine nucleotide releasing protein, 鸟苷释放蛋白 GRP: guanine releasing factor, 鸟苷释放因子 SH3 * RTK-Ras蛋白信号通路： 受体酪氨酸激酶信号转导的主要方式，将信号通过Ras蛋白经一系列级联磷酸化传递导有丝分裂原活化蛋白激酶 (mitogen-activeted protein kinase, MAPK)，通过MAPK活化调节与细胞周期和细胞分化等有关的转录因子，从而影响基因的转录。 * RTK-Ras蛋白信号通路的详细过程 ◆Ras蛋白是RTK介导的信号通路中一个关键的蛋白，是癌基因ras的产物，由190个氨基酸残基组成的小GTP结合蛋白，分布于胞质内，结合GTP时为活化态，结合GDP时为失活态，故Ras蛋白具有分子开关的作用。 ◆ Ras蛋白从失活态到活化态的转变，需要在鸟苷酸交换因子 (GEF) (又称为鸟苷酸释放因子，GRF) 参与下先释放GDP然后才能结合GTP；而Ras蛋白从活化态到失活态的转变，需要GTP酶活化蛋白 (GAP)的促进。因此，通过GEF和GAP的协调作用调节Ras钝化和活化态的转换。 * Ras蛋白GDP－GTP转换与机制 * ◆ GAP具有SH2结构域，可以直接与活化的受体结合；鸟苷释放蛋白GNRP (Sos)有SH3结构域，但没有SH2结构域，因此不能直接和受体结合，而接头蛋白 (如GRB2) 含有SH2和SH3两类结构域，在配体激活受体后，接头蛋白通过SH2与受体结合，再通过SH3与GNRP结合，GNRP与膜上的Ras接触，使Ras-GDP释放GDP结合GTP，从而活化Ras。 ◆ Ras的失活由活化受体上已结合的GAP参与下进行，即导致Ras蛋白结合的GTP水解成GDP。ras基因的突变导致Ras能够与GTP结合，但不能将其水解成GDP，导致Ras蛋白持续处于开启状态，引起细胞增生和肿瘤的发生。 * 激素与受体酪氨酸激酶结合将Ras蛋白活化 * 由cAMP诱导的基因转录 CREB: cAMP response element binding proteins, cAMP应答元件结合蛋白 CRE: cAMP response element， cAMP应答元件 * cAMP信号通路反应链 激素→G-蛋白偶联受体→G-蛋白→腺苷酸环化酶→ cAMP→ cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录。 * cAMP信号通路反应链 CREB CRE * 霍乱毒素具有ADP－核糖转移酶活性，进入细胞致使Gs?亚基丧失GTP酶活性，与Gs?亚基结合的GTP不能水解成GDP，结果GTP永久结合在Gs?上，持续激活AC产生cAMP，导致细胞大量Na+和水分持续外流，产生严重腹泻。百日咳毒素催化Gi?亚基ADP－核糖基化，结果阻止与Gi?亚基结合的GDP的释放，使Gi?亚基被“锁定”在失活状态，Gi?亚基的失活导致气管上皮细胞内cAMP水平增高，促使液体、电解质和黏液分泌减少。 Rs Ri * 2. 磷脂酰肌醇信号通路： 胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联受体结合，通过G蛋白 (Gq) 激活质膜上的磷脂酶C-? (PLC-?)，使质膜上4,5-二磷酸磷脂酰肌醇 (PIP2) 水解为1,4,5-三磷酸肌醇 (IP3) 和二酰基甘油 (DAG) 两个第二信使，使细胞外信号转换为胞内信号。IP3通过动员细胞内源钙到细胞质基质中，使胞质中游离Ca2+浓度升高；DAG激活蛋白激酶C (PKC)，活化的PKC使底物蛋白磷酸引起细胞反应。因此该途径又称为“双信使系统”。 * 磷脂酰肌醇双信号通路图解 * IP3是一种水溶性小分子，通过与内质网膜上IP3 控制的Ca2+释放通道相结合，将Ca2+释放到细胞质基质中，Ca2+可活化各种Ca2+结合蛋白引起细胞反应。胞质中高浓度的游离Ca2+由质膜和内质网膜上的钙泵转移到细胞外或内质网中。(图示) * * 钙调素 (CaM) 是Ca2+ 结合蛋白中研究最多的一种。CaM的三维结构为哑铃形，结合Ca2+后才具有活性，与靶酶结合，诱导靶酶的活性变化，从而调节靶酶活性，如磷酸二酯酶、cAMP环化酶等；或先活化依赖Ca2+/CaM的蛋白激酶，再由蛋白激酶磷酸化它们的靶酶，来影响酶的活性，如磷酸化酶糖原磷酸酶等。CaM与靶酶的结合是可逆的，受Ca2+浓度的调节。 * 钙调素结构模型 相对分子量16.7?103，由148个AA残基组成。Ca2+-CaM调节AC、PDE等。 * 二酰基甘油 (DAG) 可活化与质膜结合的蛋