大學(xué)分子細(xì)胞學(xué)第6章 信號(hào)傳導(dǎo)課件

1、第6章 細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)內(nèi)容提要 一. 細(xì)胞通訊與信號(hào)識(shí)別二. 通過(guò)細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳遞(重點(diǎn)和難點(diǎn))三. 通過(guò)細(xì)胞表面受體介導(dǎo)的信號(hào)跨膜傳遞(重點(diǎn)和難點(diǎn))四. 由細(xì)胞表面整聯(lián)蛋白介導(dǎo)的信號(hào)傳遞(難點(diǎn))五. 細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征與蛋白質(zhì)激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息第一節(jié) 細(xì)胞通訊 cell communication 生命與非生命物質(zhì)最顯著的區(qū)別在于生命是一個(gè)完整的自然的信息處理系統(tǒng)。生命現(xiàn)象是信息在同一或不同時(shí)空傳遞的現(xiàn)象，生命的進(jìn)化實(shí)質(zhì)上就是信息系統(tǒng)的進(jìn)化。 一、細(xì)胞通訊 cell communication(一)細(xì)胞通訊（cell communication） 是體內(nèi)一部分細(xì)胞發(fā)出信號(hào)，另一部分

2、細(xì)胞（target cell）接收信號(hào)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞功能變化的過(guò)程。 細(xì)胞針對(duì)外源信息所發(fā)生的細(xì)胞內(nèi)生物化學(xué)變化及效應(yīng)的全過(guò)程稱(chēng)為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signal transduction）。 細(xì)胞通訊的主要類(lèi)型 細(xì)胞通訊的方式及引起的某些反應(yīng) 三種主要方式：細(xì)胞間隙連接、細(xì)胞間接觸依賴(lài)性通訊、化學(xué)通訊。（1）細(xì)胞間隙連接 兩個(gè)相鄰的細(xì)胞以連接子（connexon）相聯(lián)系。連接子中央為直徑1.5nm的親水性孔道。允許小分子物質(zhì)如Ca2+、cAMP通過(guò)，有助于相鄰?fù)图?xì)胞對(duì)外界信號(hào)的協(xié)同反應(yīng)，如可興奮細(xì)胞的電耦聯(lián)現(xiàn)象（電緊張突觸）。（3）化學(xué)通訊細(xì)胞分泌一些化學(xué)物質(zhì)（如激素）至細(xì)胞外，作為信號(hào)分子作用于

3、靶細(xì)胞，調(diào)節(jié)其功能，按作用方式可分為4類(lèi)?(1) 內(nèi)分泌（endocrine）：內(nèi)分泌激素隨血液循環(huán)輸至全身，作用于靶細(xì)胞。特點(diǎn)：低濃度10-8-10-12M ，全身性，長(zhǎng)時(shí)效。(2) 旁分泌（paracrine）：信號(hào)分子通過(guò)擴(kuò)散作用于鄰近的細(xì)胞。包括：各類(lèi)細(xì)胞因子（如表皮生長(zhǎng)因子）；氣體信號(hào)分子（如：NO）。(3) 突觸信號(hào)：神經(jīng)遞質(zhì)經(jīng)突觸作用于特定的靶細(xì)胞。(4) 自分泌（autocrine）：信號(hào)發(fā)放細(xì)胞和靶細(xì)胞為同類(lèi)或同一細(xì)胞，常見(jiàn)于癌變細(xì)胞。三種不同類(lèi)型的信號(hào)分子及其信號(hào)傳導(dǎo)方式 脂溶性信號(hào)分子（如甾類(lèi)激素和甲狀腺素）可直接穿膜進(jìn)入靶細(xì)胞，與胞內(nèi)受體結(jié)合形成激素-受體復(fù)合物，調(diào)節(jié)基

4、因表達(dá)。水溶性信號(hào)分子（如神經(jīng)遞質(zhì)） 不能穿過(guò)靶細(xì)胞膜，只能經(jīng)膜上的信號(hào)轉(zhuǎn)換機(jī)制實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞，所以這類(lèi)信號(hào)分子又稱(chēng)為第一信使（primary messenger）。2、受體（receptor）能夠識(shí)別和選擇性結(jié)合某種配體（信號(hào)分子）的大分子物質(zhì)，多為糖蛋白，至少包括兩個(gè)功能區(qū)域：配體結(jié)合區(qū)域和產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域。如整聯(lián)蛋白.受體的特征：特異性；飽和性；高度的親和力。根據(jù)存在部位分為：細(xì)胞內(nèi)受體（intracellular receptor）、細(xì)胞表面受體（cell surface receptor）。細(xì)胞表面受體與細(xì)胞內(nèi)受體 細(xì)胞對(duì)信號(hào)的反應(yīng)不僅取決于其受體的特異性，而且與細(xì)胞的固有特征有關(guān)。(受

5、體與配體間不是一對(duì)一的關(guān)系)有時(shí)相同的信號(hào)可產(chǎn)生不同的效應(yīng)，如乙酰膽堿可引起骨骼肌收縮、降低心肌收縮頻率，引起唾腺細(xì)胞分泌。(信號(hào)放大效應(yīng))有時(shí)不同信號(hào)產(chǎn)生相同的效應(yīng)，如腎上腺素、胰高血糖素，都能促進(jìn)肝糖原降解而升高血糖。(信號(hào)增強(qiáng))相同的信號(hào)分子在不同的靶細(xì)胞中引起不同的應(yīng)答 2、第二信使與分子開(kāi)關(guān)1957年，E. Sutherland在研究腎上腺素促進(jìn)肝糖原分解的機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，這些激素的作用依賴(lài)于細(xì)胞產(chǎn)生一種小分子化合物環(huán)腺苷酸（cyclic AMP，cAMP），從而提出了cAMP是激素在細(xì)胞內(nèi)的第二信使這一著名的激素信號(hào)跨膜傳遞學(xué)說(shuō)。 第一信使：細(xì)胞外信號(hào)分子。第二信使（secondary

6、 messenger）：胞外信號(hào)分子與受體作用后在胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號(hào)分子。第二信使的產(chǎn)生及作用 第二信使的作用：信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)放大。對(duì)cAMP的研究及第二信使的提出獲得1971年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng).cAMP和cGMP的結(jié)構(gòu)及其代謝GTPase開(kāi)關(guān)蛋白GTP酶GTP酶GTP活化 失活 GDPGAPRASGDIGTPGDPGEF細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)細(xì)胞外信號(hào)受體細(xì)胞內(nèi)多種分子的濃度、活性、位置變化細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本路線 二、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)及其特征 第二節(jié) 胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)受體的本質(zhì)是激素激活的基因調(diào)控蛋白細(xì)胞內(nèi)受體的結(jié)構(gòu): 位于C端的激素結(jié)合位點(diǎn)位于中部的DNA或HSP90結(jié)合位點(diǎn) 位于N端的

7、轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域。一、細(xì)胞內(nèi)核受體及其基因表達(dá)的調(diào)節(jié)位于細(xì)胞內(nèi)的受體多為轉(zhuǎn)錄因子，與相應(yīng)配體結(jié)合后，能與DNA的順式作用元件結(jié)合，在轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)基因表達(dá)。 該型受體結(jié)合的信息物質(zhì)有類(lèi)固醇激素、甲狀腺素、維甲酸、維生素D等，它們進(jìn)入細(xì)胞后，有些可與其位于細(xì)胞核內(nèi)的受體相結(jié)合形成激素-受體復(fù)合物，有些則先與其在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的受體相結(jié)合，然后以激素-受體復(fù)合物的形式穿過(guò)核孔進(jìn)入核內(nèi)。 核受體結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制示意圖1、甾類(lèi)激素信號(hào)分子甾類(lèi)激素分子相對(duì)質(zhì)量為300Da左右，這類(lèi)激素通常表現(xiàn)為影響細(xì)胞分化等長(zhǎng)期的生物學(xué)效應(yīng)。甾類(lèi)激素誘導(dǎo)的基因活化分為兩個(gè)階段： 直接活化少數(shù)基因轉(zhuǎn)錄的初級(jí)反應(yīng)階段，發(fā)生迅速。初級(jí)反

8、應(yīng)的基因產(chǎn)物再活化其他基因，產(chǎn)生延遲的次級(jí)反應(yīng)，對(duì)初級(jí)反應(yīng)起放大作用。多數(shù)位于細(xì)胞核內(nèi), 個(gè)別的親脂性小分子，如前列腺素，其受體在細(xì)胞膜上。NO可快速擴(kuò)散透過(guò)細(xì)胞膜，作用于鄰近細(xì)胞。血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞是NO的生成細(xì)胞，NO的生成由一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）催化，以L精氨酸為底物，以NADPH作為電子供體，生成NO和L-瓜氨酸。2、NO信號(hào)分子(硝酸甘油治療心絞痛) NO的生理調(diào)節(jié)作用主要通過(guò)激活鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶、ADP-核糖轉(zhuǎn)移酶和環(huán)氧化酶完成。 NO與可溶性鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶分子中的血紅素鐵結(jié)合生成的cGMP引起鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶構(gòu)象改變.酶活性增高cGMP作為第

9、二信使，產(chǎn)生生理效應(yīng)GTPNO在導(dǎo)致血管平滑肌舒張中的作用 膜表面受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)離子通道耦聯(lián)受體G-蛋白耦聯(lián)受體酶連受體 細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞膜受體受體特性離子通道受體G-蛋白偶聯(lián)受體酶連受體 內(nèi)源性配體神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)、激素、趨化因子、外源刺激（味，光）生長(zhǎng)因子細(xì)胞因子結(jié)構(gòu)寡聚體形成的孔道單體具有或不具有催化活性的單體跨膜區(qū)段數(shù)目4個(gè)7個(gè)1個(gè)功能離子通道激活G蛋白激活蛋白酪氨酸激酶細(xì)胞應(yīng)答去極化與超極化去極化與超極化調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)功能和表達(dá)水平調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的功能和表達(dá)水平，調(diào)節(jié)細(xì)胞分化和增殖三種膜受體的特點(diǎn)離子通道型受體是一類(lèi)自身為離子通道的受體，它們的開(kāi)放或關(guān)閉直接受化學(xué)配體的控制，被稱(chēng)為配體-門(mén)

10、控受體通道（ligand-gated receptor channel）。配體主要為神經(jīng)遞質(zhì)。又稱(chēng)作遞質(zhì)門(mén)控離子通道。第一節(jié) 離子通道型受體離子通道受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的最終作用是導(dǎo)致了細(xì)胞膜電位改變，即通過(guò)將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)而影響細(xì)胞功能的。離子通道型受體可以是陽(yáng)離子通道，如乙酰膽堿、谷氨酸和五羥色胺的受體；也可以是陰離子通道，如甘氨酸和-氨基丁酸的受體。乙酰膽堿受體的結(jié)構(gòu)與其功能離子通道偶聯(lián)受體與信號(hào)傳導(dǎo) 第二節(jié) G蛋白耦聯(lián)型受體及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）得名于這類(lèi)受體的細(xì)胞內(nèi)部分總是與異源三聚體G蛋白結(jié)合，受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的第一步反應(yīng)都是活化G蛋白。GPCR是七次跨膜受體（serp

11、entine receptor）受體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：* 受體的N端可有不同的糖基化。 * 受體內(nèi)有一些高度保守的半胱氨酸殘基，對(duì)維持受體的結(jié)構(gòu)起到關(guān)鍵作用。 * 胞內(nèi)的第二和第三個(gè)環(huán)能與G-蛋白相偶聯(lián) 。 * C-末端的高度保守的Cys殘基在腎上腺素能受體、腎上腺素能受體和視紫質(zhì)受體中可被棕櫚?；?，可穩(wěn)定受體胞內(nèi)部分的三級(jí)結(jié)構(gòu)。 * 受體的C-末端和胞內(nèi)第三環(huán)含有多個(gè)Thr和Ser殘基可被磷酸化，與抑制蛋白-視紫紅質(zhì)抑制蛋白（arrestin）結(jié)合 ，使受體不能再活化G蛋白而失活。 受體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白（guanine nucleotide binding protein，G prote

12、in）簡(jiǎn)稱(chēng)G蛋白，亦稱(chēng)GTP結(jié)合蛋白，是一類(lèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，在各種細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)給不同的效應(yīng)蛋白。G蛋白的GTP/GDP結(jié)合狀態(tài)決定信號(hào)通路的開(kāi)關(guān)G蛋白結(jié)合的核苷酸為GTP時(shí)為活化形式，作用于下游分子使相應(yīng)信號(hào)途徑開(kāi)放；當(dāng)結(jié)合的GTP水解為GDP時(shí)則回到非活化狀態(tài)，使信號(hào)途徑關(guān)閉。 （一）G蛋白 1.異源三聚體G蛋白： 與7次跨膜受體結(jié)合，以亞基（G）和、亞基(G)三聚體的形式存在于細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)。 2.低分子量G蛋白（21kD） G蛋白類(lèi)型：亞基（G）、亞基(G) 具有多個(gè)功能位點(diǎn)亞基具有GTP酶活性與受體結(jié)合并受其活化調(diào)節(jié)的部位；亞基結(jié)合部位；GDP/GTP結(jié)合部位；與下游效應(yīng)分子

13、相互作用部位；主要作用是與亞基形成復(fù)合體并定位于質(zhì)膜內(nèi)側(cè)；在哺乳細(xì)胞，亞基也可直接調(diào)節(jié)某些效應(yīng)蛋白。 1.異源三聚體G蛋白：兩種G蛋白的活性型和非活性型的互變目 錄RHACGDPGTP腺苷酸環(huán)化酶ACATPcAMPG蛋白通過(guò)G蛋白偶聯(lián)受體（G protein-coupled receptors，GPCRs）與各種下游效應(yīng)分子，如離子通道、腺苷酸環(huán)化酶、PLC聯(lián)系，調(diào)節(jié)各種細(xì)胞功能。 重要的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子-低分子質(zhì)量G蛋白低分子量G蛋白（21kD），它們?cè)诙喾N細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中亦具有開(kāi)關(guān)作用。 Ras是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的小G蛋白，因此這類(lèi)蛋白質(zhì)被稱(chēng)為Ras家族，因?yàn)樗鼈兙梢粋€(gè)GTP酶結(jié)構(gòu)域構(gòu)成，故又

14、稱(chēng)Ras樣GTP酶。 在細(xì)胞中還存在一些調(diào)節(jié)因子，專(zhuān)門(mén)控制小G蛋白活性：增強(qiáng)其活性的因子：如鳥(niǎo)嘌呤核苷酸交換因子（guanine nucleotide exchange factor，GEF）和鳥(niǎo)苷酸釋放蛋白（guanine nucleotide release protein，GNRP）；降低其活性的因子：如鳥(niǎo)嘌呤核苷酸解離抑制因子（guanine nucleotide dissociation inhibitor，GDI）和GTP酶活化蛋白（GAP）等。 GTPGDPRasRasSOS GAPonoffRas的活化及其調(diào)控因子二、偶聯(lián)G蛋白受體的信息傳導(dǎo)途徑：cAMP信號(hào)途徑cGMP信號(hào)途

15、徑 IP3信號(hào)途徑 DAG信號(hào)途徑Ca2+信號(hào)途徑 主要信號(hào)途徑：cAMP途徑、磷脂酰肌醇途徑（一）、cAMP - 蛋白激酶途徑組成胞外信息分子，受體，G蛋白，腺苷酸環(huán)化酶 (adenylate cyclase，AC)， cAMP，蛋白激酶 A(protein kinase A，PKA)1. cAMP 的合成與分解PPiATPACMg2+cAMP5-AMP 磷酸二酯酶H2OMg2+cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase, PDE)腺苷酸環(huán)化酶(adenylate cyclase,AC)2 . cAMP的作用機(jī)理PKA的激活R 調(diào)節(jié)亞基 C 催化

16、亞基目 錄RR（cAMP-dependent protein kinase，PKA）R： 調(diào)節(jié)亞基C： 催化亞基cAMP蛋白激酶A3.PKA的作用 a 對(duì)代謝的調(diào)節(jié)作用通過(guò)對(duì)效應(yīng)蛋白的磷酸化作用，實(shí)現(xiàn)其調(diào)節(jié)功能。 磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶ATP磷酸化酶磷酸化酶ATP PPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶H2OPPiPKA抑制物a抑制物b ATP磷蛋白磷酸酶PPi腎上腺素對(duì)糖原代謝的影響 腎上腺素 受體 腎上腺素 受體復(fù)合物激活蛋白 激活A(yù)CATPcAMPPKA目 錄受cAMP調(diào)控的基因中，在其轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，稱(chēng)為cAMP應(yīng)答元件(cAMP response ele

17、ment , CRE)。可與cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白 (cAMP response element bound protein,CREB)相互作用而調(diào)節(jié)此基因的轉(zhuǎn)錄。2. 對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用GsACATPcAMPCCRRCC 蛋 白 磷 酸 化RR 2cAMP2cAMPCREBNPi Pi Pi 轉(zhuǎn)錄活化域DNA結(jié)合域細(xì)胞膜核 膜結(jié)構(gòu)基因細(xì)胞核PiPiPiPiDNA蛋白質(zhì)細(xì)菌毒素對(duì)G蛋白的修飾作用 引起霍亂病患者嚴(yán)重腹瀉的原因?霍亂毒素能催化ADP核糖基共價(jià)結(jié)合到Gs的亞基上，使亞基喪失GTP酶的活性，使GTP不能水解, cAMP酶處于持續(xù)活化狀態(tài)。導(dǎo)致霍亂病患者細(xì)胞內(nèi)Na+和水份持續(xù)外流，

18、產(chǎn)生嚴(yán)重腹瀉而脫水。引起百日咳患者嚴(yán)重咳嗽的原因?百日咳毒素同樣使G蛋白的亞基ADP核糖化。與霍亂毒素作用機(jī)理不同的是，百日咳毒素使Gi蛋白亞基進(jìn)行ADP核糖化，阻止了Gi蛋白亞基上的GDP被GTP取代， 使其失去對(duì)腺苷酸環(huán)化酶的抑制作用， 其結(jié)果也是使cAMP的濃度增加。由于百日咳是經(jīng)呼吸道感染的，被感染的細(xì)胞與呼吸系統(tǒng)相關(guān)，這些細(xì)胞中cAMP濃度的提高，促使大量的體液分泌進(jìn)入肺，引起嚴(yán)重的咳嗽。2. cGMP-蛋白激酶G途徑受體，鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶(guanylate cyclase, GC)，cGMP, 蛋白激酶G (protein kinase G，PKG)組成cGMP的合成和降解 GTPG

19、Mg2+PPicGMP 磷酸二酯酶H2OCa2+ 或 Mg2+5- GMP使有關(guān)蛋白或酶類(lèi)的絲、蘇氨酸殘基磷酸化PKG的功能NOGCPKG 蛋白質(zhì)磷酸化GCG蛋白GTPcGMP激素R胞 膜* 生理效應(yīng)：如心鈉素、NO舒張血管平滑肌。（二）、磷脂酰肌醇途徑胞外信號(hào)分子與細(xì)胞表面G蛋白耦聯(lián)受體結(jié)合，激活質(zhì)膜上的磷脂酶C（PLC-），使質(zhì)膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（diacylglycerol, DAG）兩個(gè)第二信使。IP3開(kāi)啟胞內(nèi)IP3門(mén)控鈣通道，-Ca2+濃度升高，激活鈣調(diào)蛋白。 IP3-Ca2+DG激活蛋白激酶C（PKC）：DG-

20、PKC1. Ca2+ 磷脂依賴(lài)性蛋白激酶途徑組成胞外信息分子，G蛋白蛋白激酶C(protein kinase C, PKC)磷脂酶C(phospholipase C, PLC)甘油二脂(diacylglycerol, DAG)三磷酸肌醇( inositol 1, 4, 5 triphosphate, IP3 )（1） DAG，IP3的生物合成和功能PIP2PLCDAG + IP除PLC能特異性地水解PIP2生成DAG外，還可通過(guò)下面途徑生成DAG 。磷脂酰膽堿(PC) 磷脂酸(PA)+膽堿 DAG 磷脂酶D(PLD) DAG，IP3的 功 能DAG：在磷脂酰絲氨酸和Ca2+協(xié)同下激活PKCIP

21、3 ：與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)上的受體結(jié)合，促使細(xì)胞內(nèi) Ca2+釋放。（2） PKC 的結(jié)構(gòu)與生理功能結(jié)構(gòu)與分型：其氨基酸序列有四個(gè)保守區(qū)（C1、C2、C3、C4 )和可變區(qū)（），分為調(diào)節(jié)域和催化域。C1：富含 Cys，DAG、TPA 結(jié)合部位C2：Ca2+ 結(jié)合部位 調(diào)節(jié)域C3：ATP 結(jié)合部位C4：結(jié)合底物并進(jìn)行磷酸化轉(zhuǎn)移的場(chǎng)所 催化域 分 類(lèi)Ca2+ 依賴(lài)型：，Ca2+ 非依賴(lài)型： 、 調(diào)節(jié)域 催化域C1C2C3C4，C1C3C4、C3 C4C1 調(diào)節(jié)基因表達(dá)PKC 對(duì)基因的活化分為早期反應(yīng)和晚期反應(yīng)。 * PKC的生理功能 調(diào)節(jié)代謝活化的PKC引起一系列靶蛋白的絲 、蘇氨酸殘基磷酸化。靶蛋白包

22、括： 質(zhì)膜受體、膜蛋白和多種酶。PKC 對(duì)基因的早期活化和晚期活化目 錄2. Ca2+鈣調(diào)蛋白依賴(lài)性蛋白激酶途徑受體、G蛋白、PLC、IP3、Ca2+、鈣調(diào)蛋白、CaM激酶( Ca2+ CaM激酶途徑 )鈣調(diào)蛋白(calmodulin , CaM)有四個(gè)Ca2+結(jié)合位點(diǎn)。與Ca2+一起激活CaM激酶，磷酸化多種功能蛋白質(zhì)（絲、蘇氨基酸殘基）。組成酶的磷酸化與脫磷酸化-OHThrSerTyr酶蛋白H2OPi磷蛋白磷酸酶 ATPADP蛋白激酶ThrSerTyr-O-PO32-磷酸化的酶蛋白蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶和蛋白酪氨酸激酶是主要的蛋白激酶蛋白激酶是催化ATP -磷酸基轉(zhuǎn)移至靶蛋白的特定氨基酸殘

23、基上的一大類(lèi)酶。 激酶磷酸基團(tuán)的受體蛋白絲氨酸/蘇氨酸激酶蛋白酪氨酸激酶蛋白組/賴(lài)/精氨酸激酶蛋白半胱氨酸激酶蛋白天冬氨酸/谷氨酸激酶絲氨酸/蘇氨酸羥基酪氨酸的酚羥基咪唑環(huán)，胍基，-氨基巰基酰基蛋白激酶的分類(lèi) 第三節(jié) 酪氨酸蛋白激酶途徑(tyrosine protein kinase, TPK)酪氨酸蛋白激酶分 類(lèi)受體型TPK（RTK）（位于細(xì)胞質(zhì)膜上）如胰島素受體、生長(zhǎng)因子受體及原癌基因（erb-B、 kit、fins等）編碼的受體非受體型TPK（位于胞漿）如底物酶JAK和原癌基因（src、yes、ber-abl等）編碼的TPK酶偶聯(lián)型受體的共同點(diǎn)：?jiǎn)未慰缒さ鞍?；接受配體后發(fā)生二聚化，起動(dòng)下

24、游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。一、RTK-Ras-MAPK途徑GRB2 (growth factor receptor bound protein 2）SH2 域 (src homology 2 domain) 細(xì)胞內(nèi)某些連接物蛋白共有的氨基酸序列，與原癌基因src編碼的酪氨酸蛋白激酶區(qū)同源，該區(qū)域能識(shí)別磷酸化的酪氨酸殘基并與之結(jié)合。 組成：催化性受體，GRB2, SOS, Ras蛋白, Raf蛋白，MAPK系統(tǒng)SH2SH3 SOS (son of sevenless)富含脯氨酸，可與SH3結(jié)合，促使Ras的GDP換成GTP。Ras蛋白：原癌基因產(chǎn)物，類(lèi)似與G蛋白的G亞基Raf蛋白：具有絲蘇氨酸蛋白激酶活性MA

25、PK系統(tǒng) (mitogen-activated protein kinase，有絲分裂原活化蛋白激酶)：包括MAPK、MAPK激酶（MAPKK）、MAPKK激酶（MAPKKK），是一組酶兼底物的蛋白分子。目 錄信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子中的蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域的分布和作用蛋白激酶BtkPHTHSH3SH2催化區(qū)銜接蛋白 Grb2SH3SH2SH3轉(zhuǎn)錄因子 statDNA 結(jié)合區(qū)SH2TA細(xì)胞骨架蛋白tensin/SH2PTBMAPK的磷酸化與活化示意圖MAPKKKMAPKKMAPKThrTyrThrTyrPPphosphataseoffonMAPKMAPK作用機(jī)制：被激活后轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)，使一些轉(zhuǎn)錄因子發(fā)生磷

26、酸化，改變細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)的狀態(tài)。另外，它也可以使一些其它的酶發(fā)生磷酸化使之活性發(fā)生改變。MAPK家族成員的底物大部分是轉(zhuǎn)錄因子、蛋白激酶等。 MAPK調(diào)控的生物學(xué)效應(yīng)：參與多種細(xì)胞功能的調(diào)控，尤其是在細(xì)胞增殖、分化及凋亡過(guò)程中，是多種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的共同作用部位。MAP種類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子蛋白激酶ERKElk-1、 c-Fos、c-JunRsk2、P70S6KJNKc-Jun 、SP-1、ATF-2P38c-Myc、CREB、SP-1、ATF-2PRAK、MSK部分MAPK底物舉例： ERK途徑包括Raf-MEK-MAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng) ERK亞家族包括ERK1、ERK2和ERK3等。 ERK的級(jí)聯(lián)激活過(guò)程：

27、 Raf（MAPKKK）MEK（MAPKK）ERK（MAPK） ERK廣泛存在于各種組織細(xì)胞，參與細(xì)胞增殖與分化的調(diào)控。多種生長(zhǎng)因子受體、營(yíng)養(yǎng)相關(guān)因子受體等都需要ERK的活化來(lái)完成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。 酶偶聯(lián)受體大部分是生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子的受體，它們所介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路主要是調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的功能和表達(dá)水平、調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化。RasMAPK途徑-EGFR的主要信號(hào)通路表皮生長(zhǎng)因子受體（epidermal growth factor receptor, EGFR）是一個(gè)典型的受體型PTK。RasMAPK途徑是EGFR的主要信號(hào)通路之一。 表皮生長(zhǎng)因子受體作用機(jī)制： EGFR介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（

28、transform growth factor , TGF）受體。屬于單次跨膜受體，自身具有蛋白絲氨酸激酶催化結(jié)構(gòu)域。 受體活化后通過(guò)信號(hào)分子Smad介導(dǎo)的途徑調(diào)節(jié)靶基因轉(zhuǎn)錄，影響細(xì)胞的分化。 細(xì)胞內(nèi)有數(shù)種Smad存在，參與TGF-家族不同成員（如骨形成蛋白等）的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。 二、 TGF-受體是蛋白絲氨酸激酶SMAD最早被證實(shí)的TR-激酶的底物,是Drosophila Mother against dpp (Mad)和C elegans (Sma)兩個(gè)基因的名字的融合。已克隆出9種SMAD，可將其歸結(jié)成三大類(lèi)受體調(diào)節(jié)的SMADs (receptor-regulated-SMAD，R-SMADs)共同的偶配體SMADs (common-partner-SMAD，Co-SMADs)抑制性SMADs (inhibitory-SMAD，I-SMADs) TGF 受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路三、JAK-STAT通路轉(zhuǎn)導(dǎo)白細(xì)胞介素受體信號(hào)T細(xì)胞抗原受體、B細(xì)胞抗原受體、肥大細(xì)胞表面的IgE受體。屬于酶偶聯(lián)受體，它們自身不具備蛋白酪氨酸激酶活性；非受體型的Src家族蛋白酪氨酸激酶和ZAP70家族蛋白酪氨酸激酶是這一類(lèi)受體的直接信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。下游分子包括PLC、MAPK家族的活化，并有多種銜接蛋白參與。 JAK-STAT途徑* 非催化性受體* JAKs (janus kinases)* 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)子和轉(zhuǎn)