細(xì)胞受體及重要的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑

細(xì)胞受體類型、特點及重要的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑學(xué)院：動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院專業(yè)：動物遺傳育種與繁殖姓名：李波學(xué)號：050509

目錄1、細(xì)胞受體類型及特點 31.1離子通道型受體 31.2G蛋白耦聯(lián)型受體 41.3酶耦聯(lián)型受體 42、重要的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 52.1細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號傳遞 52.2G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 62.2.1激活離子通道的G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)的信號通路 72.2.2激活或克制腺苷酸環(huán)化酶的G蛋白偶聯(lián)受體 82.2.3激活磷脂酶C、以lP3和DAG作為雙信使G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號通路 92.2酶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 112.2.1受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號通路 112.2.2P13K-PKB(Akt)信號通路 122.2.3TGF-p—Smad信號通 142.2.4JAK—STAT信號通路 15

1、細(xì)胞受體類型及特點受體(receptor)是一種能夠識別和選擇性結(jié)合某種配體(信號分子)的大分子物質(zhì)，多為糖蛋白，普通最少涉及兩個功效區(qū)域，與配體結(jié)合的區(qū)域和產(chǎn)生效應(yīng)的區(qū)域，當(dāng)受體與配體結(jié)合后，構(gòu)象變化而產(chǎn)生活性，啟動一系列過程，最后體現(xiàn)為生物學(xué)效應(yīng)。受體與配體問的作用品有3個重要特性：①特異性；②飽和性；③高度的親和力。根據(jù)靶細(xì)胞上受體存在的部位，可將受體分為細(xì)胞內(nèi)受體(intracellularreceptor)和細(xì)胞表面受體(cellsurfacereceptor)。細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)親脂性信號分子的信息傳遞，如胞內(nèi)的甾體類激素受體。細(xì)胞表面受體介導(dǎo)親水性信號分子的信息傳遞，膜表面受體重要有三類：①離子通道型受體(ion—channel—linkedreceptor)；②G蛋白耦聯(lián)型受體(G—protein—linkedreceptor)；③酶耦聯(lián)的受體(enzyme—linkedrecep—tor)。第一類存在于可興奮細(xì)胞。后兩類存在于大多數(shù)細(xì)胞，在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的早期體現(xiàn)為激酶級聯(lián)事件，即為一系列蛋白質(zhì)的逐級磷酸化，借此使信號逐級傳送和放大。1.1離子通道型受體離子通道型受體是一類本身為離子通道的受體，即配體門通道(1igand—gatedchannel)，重要存在于神經(jīng)、肌肉等可興奮細(xì)胞，其信號分子為神經(jīng)遞質(zhì)。神經(jīng)遞質(zhì)通過與受體的結(jié)合而變化通道蛋白的構(gòu)象，造成離子通道的啟動或關(guān)閉，變化質(zhì)膜的離子通透性，在瞬間將胞外化學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號，繼而變化突觸后細(xì)胞的興奮性。如：乙酰膽堿受體以三種構(gòu)象存在，兩分子乙酰膽堿的結(jié)合能夠使之處在通道開放構(gòu)象，但該受體處在通道開放構(gòu)象狀態(tài)的時限仍十分短暫，在幾十毫微秒內(nèi)又回到關(guān)閉狀態(tài)。然后乙酰膽堿與之解離，受體則恢復(fù)到初始狀態(tài)，做好重新接受配體的準(zhǔn)備。離子通道型受體分為陽離子通道，如乙酰膽堿、谷氨酸和五羥色胺的受體，和陰離子通道。1.2G蛋白耦聯(lián)型受體三聚體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白(trimericGTP—bindingregulatoryprotein)簡稱G蛋白，位于質(zhì)膜胞質(zhì)側(cè)，由a、p、-／三個亞基構(gòu)成，a和7亞基通過共價結(jié)合的脂肪酸鏈尾結(jié)合在膜上，G蛋白在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著分子開關(guān)的作用，當(dāng)a亞基與GDP結(jié)合時處在關(guān)閉狀態(tài)，與GTP結(jié)合時處在啟動狀態(tài)，“亞基含有GTP酶活性，能催化所結(jié)合的ATP水解，恢復(fù)無活性的三聚體狀態(tài)，其GTP酶的活性能被RGS(regulatorofGproteinsignaling)增強(qiáng)。RGS也屬于GAP(GTPaseactivatingprotein)。G蛋白耦聯(lián)型受體為7次跨膜蛋白(圖10—6)，受體胞外構(gòu)造域識別胞外信號分子并與之結(jié)合，胞內(nèi)構(gòu)造域與G蛋白耦聯(lián)。通過與G蛋白耦聯(lián)，調(diào)節(jié)有關(guān)酶活性，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使，從而將胞外信號跨膜傳遞到胞內(nèi)。G蛋白耦聯(lián)型受體涉及多個神經(jīng)遞質(zhì)、肽類激素和趨化因子的受體，在味覺、視覺和嗅覺中接受外源理化因素的受體亦屬G蛋白耦聯(lián)型受體。1.3酶耦聯(lián)型受體酶耦聯(lián)型受體(enzymelinkedreceptor)分為兩類，其一是本身含有激酶活性，如肽類生長因-子(EGF，PDGF，CSF等)受體；其二是本身沒有酶活性，但能夠連接非受體酪氨酸激酶，如細(xì)胞因子受體超家族。這類受體的共同點是：①普通為單次跨膜蛋白；②接受配體后發(fā)生二聚化而激活，起動其下游信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。已知酶耦聯(lián)型受體有六類：①受體酪氨酸激酶；②酪氨酸激酶連接的受體；③受體酪氨酸磷脂酶；④受體絲氨酸／蘇氨酸激酶；⑤受體鳥苷酸環(huán)化酶；⑥組氨酸激酶連接的受體(與細(xì)菌的趨化性有關(guān))。2、重要的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑2.1細(xì)胞內(nèi)受體介導(dǎo)的信號傳遞由于受體分子在細(xì)胞上存在部位的不同，因此其信號跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)的方式也有不同。與細(xì)胞內(nèi)受體互相作用的信號分子是某些親脂性小分子，能夠透過疏水性的質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)與受體結(jié)合而傳輸信號。類固醇(steroid)激素、視黃酸(retinoicacid)、維生素D和甲狀腺素(thyroidhormone)的受體在細(xì)胞核內(nèi)。這類信號分子與血清蛋白結(jié)合運輸至靶組織并擴(kuò)散跨越質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，通過核孔與特異性核受體(nuclearreceptor)結(jié)合形成激素一受體復(fù)合物并變化受體構(gòu)象；激素一受體復(fù)合物與基因特殊調(diào)節(jié)區(qū)又稱激素反映元件(hormoneresponseelement，HRE)結(jié)合，影響基因轉(zhuǎn)錄。類固醇激素誘導(dǎo)的基因活化普通分為兩個階段：①快速的初級反映階段，直接激活少數(shù)特殊基因轉(zhuǎn)錄；②延遲的次級反映階段，初級反映的基因產(chǎn)物再激活其它基因轉(zhuǎn)錄，對初級反映起放大作用。甲狀腺素也是親脂性小分子，作用機(jī)理與類固醇激素相似，但也有個別親脂性小分子(如前列腺素)，其受體在細(xì)胞質(zhì)膜上。NO是一種含有自由基性質(zhì)的脂溶性氣體分子，可透過細(xì)胞膜快速擴(kuò)散，作用鄰近靶細(xì)胞發(fā)揮作用。由于體內(nèi)存在O：及其它與NO發(fā)生反映的化合物(如超氧離子、血紅蛋白等)，因而NO在細(xì)胞外極不穩(wěn)定，其半衰期只有2～30S，只能在組織中局部擴(kuò)散，被氧化后以硝酸根(NO，一)或亞硝酸根(NO!一)的形式存在于細(xì)胞內(nèi)外液中。血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞是NO的生成細(xì)胞，NO的生成需要NO合酶的催化，以L一精氨酸為底物，以還原型輔酶1I(NADPH)作為電了．供體，等物質(zhì)的量地生成NO和L一瓜氨酸。NO沒有專門的儲存及釋放調(diào)節(jié)機(jī)制，作用于靶細(xì)胞NO的多少直接與NO的合成有關(guān)。NO這種可溶性氣體作為局部介質(zhì)在許多組織中發(fā)揮作用，它發(fā)揮作用的重要機(jī)制是激活靶細(xì)胞內(nèi)含有鳥苷酸環(huán)化酶(G—cyclase，GC)活性的NO受體。內(nèi)源性NO由NOS催化合成后，擴(kuò)散到鄰近細(xì)胞，與鳥苷酸環(huán)化酶活性中心的Fe2+結(jié)合，變化酶的構(gòu)象，造成酶活性增強(qiáng)和cGMP水平增高。cGMP的作用是通過cGMP依賴的蛋白激酶G(PKG)活化，克制肌動一肌球蛋白復(fù)合物信號通路，造成血管平滑肌舒張(H911)。另外，心房排鈉肽(atrialnatriureticpeptide，ANP)和某些多肽類激素與血管平滑肌細(xì)胞表面受體的結(jié)合，也會引發(fā)血管平滑肌舒張，這些細(xì)胞表面受體的胞質(zhì)構(gòu)造域也含有內(nèi)源性鳥苷酸環(huán)化酶活性，通過類似的機(jī)制調(diào)節(jié)心肌的活動。NO對血管的影響能夠解釋為什么硝酸甘油(nitroglycerin)能用于治療心絞痛，硝酸甘油在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為NO，可舒張血管，從而減輕心臟負(fù)荷和心肌的需氧量。NO也由許多神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生并傳遞信號，在參加大腦的學(xué)習(xí)記憶生理過程中含有重要作用。大腦海馬某些區(qū)域在受到重復(fù)刺激后可產(chǎn)生一種持續(xù)增強(qiáng)的突觸效應(yīng)，稱為長時程增強(qiáng)作用(10ng-termpotentiation，LTP)，是學(xué)習(xí)和記憶的分子基礎(chǔ)。LTP的產(chǎn)生涉及神經(jīng)元間突觸連接重構(gòu)，這一過程既需要突觸前神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜，也需要突觸后神經(jīng)元將信息、反饋到突觸前膜，NO就充當(dāng)了這一逆行信使的角色。NO作為LTP的逆行信使彌散至突觸前末梢，刺激谷氨酸遞質(zhì)不停釋放，從而對LTP效應(yīng)的維持起增進(jìn)作用。2.2G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)G蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)是細(xì)胞表面受體中最大的多樣性家族，統(tǒng)計表明，現(xiàn)有25％的臨床處方藥品G蛋白是三聚體GTP結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白(trimericGTP—bindingregulatoryprotein)的簡稱，位于質(zhì)膜內(nèi)胞漿一側(cè)，由Gα，Gβ，Gγ三個啞基構(gòu)成，Gβ和Gγ亞基以異二聚體形式存在，Gα和Gβγ肌亞基分別通過共價結(jié)合的脂分子錨定在質(zhì)膜上。Gα亞基本身含有GTPase活性，是分子開關(guān)蛋白。當(dāng)配體與受體結(jié)合，三聚體G蛋白解離，并發(fā)生GDP與GTP交換，游離的Gα-GTP處在活化的啟動狀態(tài)，造成結(jié)合并激活效應(yīng)器蛋白，從而傳遞信號；當(dāng)Gα-GTP水解形成Gα-GDP時，則處在失活的關(guān)閉狀態(tài)，終止信號傳遞并造成三聚體G蛋白的重新裝配，恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)入靜息狀態(tài)。由G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)的細(xì)胞信號通路(signal—ingpathway)按其效應(yīng)器蛋白的不同，可分辨為3類：①激活離子通道的G蛋白偶聯(lián)受體；②激活或克制腺苷酸環(huán)化酶(adenylylcyclase)，以cA=1\*GB2⑴MP為第二信使的G蛋白偶聯(lián)受體；③激活磷脂酶C(phospholipaseC，PLC)，以IP、和DAG作為雙信使的G蛋白偶聯(lián)受體。2.2.1激活離子通道的G蛋白偶聯(lián)受體所介導(dǎo)的信號通路當(dāng)受體與配體結(jié)合被激活后，通過偶聯(lián)G蛋白的分子開關(guān)作用，調(diào)控跨膜離子通道的啟動與關(guān)閉，進(jìn)而調(diào)節(jié)靶細(xì)胞的活性，如心肌細(xì)胞的M乙酰膽堿受體和視桿細(xì)胞的光敏感受體，都屬于這類調(diào)節(jié)離子通道的G蛋白偶聯(lián)受體。(1)心肌細(xì)胞上M乙酰膽堿受體激活G蛋白啟動K+通道M乙酰膽堿受體(muscarinicacetylcholinereceptor)在心肌細(xì)胞膜上與Gi蛋白偶聯(lián)，乙酰膽堿配體與受體結(jié)合使受體活化，造成Gi。亞慕結(jié)合的GDP彼GTP取代，引發(fā)三聚體Gi蛋白解離，使G。亞基得以釋放，進(jìn)而致使心肌細(xì)胞質(zhì)膜上有關(guān)的效應(yīng)器K+通道啟動，隨即引發(fā)細(xì)胞內(nèi)K+外流，從而造成細(xì)胞膜超極化(hyperpolarization)，減緩心肌細(xì)胞的收縮頻率(㈥9—14)。陔成果已被體外實驗所證明。許多神經(jīng)遞質(zhì)受體是G蛋白偶聯(lián)受體，有些效應(yīng)器蛋白是Na一或K一通道。神經(jīng)遞質(zhì)與受體結(jié)合引發(fā)G蛋白偶聯(lián)的離子通道的開放或關(guān)閉，進(jìn)而造成膜電位的變化。(2)Gt蛋白偶聯(lián)的光敏感受體的活化誘發(fā)cGMP門控陽離子通道的關(guān)閉人類視網(wǎng)膜含有兩類光受體(photoreceptor)，負(fù)責(zé)視覺刺激的初級感受。視錐細(xì)胞光受體與色彩感受有關(guān)；視桿細(xì)胞光受體接受弱光刺激。視紫紅質(zhì)(rhodopsin)是視桿細(xì)胞Gt蛋白偶聯(lián)的光受體，定位在視桿細(xì)胞外段上千個扁平膜盤上，三聚體G蛋白與視紫紅質(zhì)偶聯(lián)，普通稱之為傳導(dǎo)素(transducin，Gt)。人類視桿細(xì)胞含有大概4×107個視紫紅質(zhì)子，構(gòu)成7次跨膜的視蛋白(opsin)與光吸取色素共價連接。2.2.2激活或克制腺苷酸環(huán)化酶的G蛋白偶聯(lián)受體在絕大多數(shù)哺乳動物細(xì)胞中，G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號通路遵照普遍的轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制。在該信號通路中，Gα亞基的首要效應(yīng)酶是腺苷酸環(huán)化酶，通過腺苷酸環(huán)化酶活性的變化調(diào)節(jié)靶細(xì)胞內(nèi)第二信使cAMP的水平，進(jìn)而影響信號通路的下游事件。這是真核細(xì)胞應(yīng)答激素反映的重要機(jī)制之一。不同的受體一配體復(fù)合物或者刺激或者克制腺苷酸環(huán)化酶活性，這類調(diào)控系統(tǒng)重要涉及5種蛋白組分：①刺激性激素的受體(receptorforsitimulatoryhormone，Rs)，②克制性激素的受體(receptorforinhibitoryhormone，Ri)，③刺激性G蛋白(sitimulatoryG—proteinscomplex，Gs)，④克制性G蛋白(inhibitoryG—proteinscomplex，Gi)，⑤腺苷酸環(huán)化酶(adenylylcyclase，AC)。(1)cAMP-PKA信號通路對肝細(xì)胞和肌細(xì)胞糖原代謝的調(diào)節(jié)正常人體維持血糖水平的穩(wěn)態(tài)，需要神經(jīng)系統(tǒng)、激素及組織器官的協(xié)同調(diào)節(jié)。肝和肌肉是調(diào)節(jié)血糖濃度的重要組織。腦組織活動對葡萄糖是高度依賴的，因而在應(yīng)答胞外信號的反映中，cAMP水平會發(fā)生快速變化，幾乎住20S內(nèi)cAMP水平會從5X10-8mol／L上升到10-6mol／L水平。細(xì)胞表面G蛋白偶聯(lián)受體應(yīng)答多個激素信號塒血糖濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)。以肝細(xì)胞和骨骼肌細(xì)胞為例，cAMP—PKA信號對細(xì)胞內(nèi)糖原代謝起核心調(diào)控作用，這是一種短期的快速應(yīng)答反映。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)cAMP水平增加時，cAMP依賴的PKA被活化，活化的PKA首先磷酸化糖原磷酸化酶激酶(GPK)，使其激活，繼而使糖原磷酸化酶(GP)彼磷酸化而激活，活化的GP刺激糖原的降解，生成葡糖一1一磷酸；另首先，活化的PKA使糖原合酶(GS)磷酸化，克制其糖原的合成。另外，活化的PKA還能夠使磷蛋白磷酸酶克制蛋白(IP)磷酸化而被激活，活化的IP與磷蛋白磷酸酶(PP)結(jié)合并使其磷酸化而失活(圖9一19A)；當(dāng)細(xì)胞內(nèi)cAMP水平減少時，cAMP依賴的PKA活性下降，致使磷蛋白磷酸酶克制蛋白(IP)磷酸化過程逆轉(zhuǎn)，造成磷蛋白磷酸酶(PP)被活化?；罨疨P使糖原代謝中GPK和GP去磷酸化，從而減少其活性，造成糖原降解的克制，活化PP還促使GS去磷酸化，成果GS活性增高，從而增進(jìn)糖原的合成。(2)cAMP—PKA信號通路對真核細(xì)胞基因體現(xiàn)的調(diào)控cAMP—PKA信號通路對細(xì)胞基因體現(xiàn)的調(diào)節(jié)是一類細(xì)胞應(yīng)答胞外信號緩慢的反映過程，由于這一過程涉及細(xì)胞核機(jī)制，因此需要幾分鐘乃至幾小時。這一信號通路控制多個細(xì)胞內(nèi)的許多過程，從內(nèi)分泌細(xì)胞的激素合成到腦細(xì)胞有關(guān)長久記憶所需蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。該信號通路涉及的反映鏈可表達(dá)為：激素一G蛋白偶聯(lián)受體一G蛋白一腺苷酸環(huán)化酶一cAMP—cAMP依賴的蛋白激酶A一基因調(diào)控蛋白一基因轉(zhuǎn)錄。信號分子與受體結(jié)合通過Gα激活腺苷酸環(huán)化酶，造成細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度增高，cAMP與PKA調(diào)節(jié)亞基結(jié)合，造成催化亞基釋放，被活化的PKA其催化亞基轉(zhuǎn)位進(jìn)入細(xì)胞核，使基因調(diào)控蛋白(cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白，CREB)磷酸化，磷酸化的基因調(diào)控蛋白CREB與核內(nèi)CREB結(jié)合蛋白(CBP)特異結(jié)合形成復(fù)合物，復(fù)合物與靶基因調(diào)控序列結(jié)合，激活靶基因的體現(xiàn)。2.2.3激活磷脂酶C、以lP3和DAG作為雙信使G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號通路通過G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的另一條信號通路是磷脂酰肌醇信號通路，其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過效應(yīng)酶磷脂酶C完畢的。(1)IP3一CaH信號通路與鈣火花胞外信號分子與GPCR結(jié)合，活化G蛋白(Goα或Gqα)，進(jìn)而激活磷C(PLC)，催化PIP2水解生成IP3和DAG兩個第二信使。IP3通過細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散，結(jié)合并啟動內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上IP3敏感的Ca2+通道，引發(fā)Ca2+順電化學(xué)梯度從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣庫釋放進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)，通過結(jié)合鈣調(diào)蛋白引發(fā)細(xì)胞反映。IP3的重要功效是引發(fā)貯存在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的ca2+轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，使胞質(zhì)中游離Ca2+濃度提高。依靠內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的IP3門控Ca2+通道(IP3-gatedCa2+channel)，將儲存的Ca2+釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中是幾乎全部真核細(xì)胞內(nèi)ca2+動員的重要途徑。IP3門控Ca2+通道由4個亞基構(gòu)成，每個亞基在N端胞質(zhì)構(gòu)造域有一種IP，結(jié)合位點，IP3的結(jié)合造成通道開放，Ca2+從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔釋放到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中。在細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)的多個磷酸肌醇加到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜泡的制備物中，只有IP3能引發(fā)Ca2+的釋放，表明IP，含有效應(yīng)特異性。IP3介導(dǎo)的Ca2+水平升高只是瞬時的，由于質(zhì)膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上Ca2+泵的啟動會分別將Ca2+泵出細(xì)胞和泵進(jìn)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔。首先，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中的Ca2+會增進(jìn)IP3門控Ca2+通道的啟動，由于Ca2+會增加通道受體對IP3的親和性，促使儲存Ca2+的更多釋放。另首先，細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+濃度升高，又會通過減少通道受體對IP3的親和性，克制IP3誘導(dǎo)的胞內(nèi)儲存Ca2+的釋放。當(dāng)細(xì)胞中IP3通路受到刺激時，這種由細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+對內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上IP3門控Ca2+通道的復(fù)雜調(diào)控會造成細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中Ca2+斗水平的快速振蕩。(2)DAG—PKC信號通路作為雙信使之一的DAG結(jié)合在質(zhì)膜上，可活化與質(zhì)膜結(jié)合的蛋白激酶C(PKC)。PKC有兩個功效區(qū)，一種是親水的催化活性中心，另一種是疏水的膜結(jié)合區(qū)。在靜息細(xì)胞中，PKC以非活性形式分布于細(xì)胞質(zhì)中，當(dāng)細(xì)胞接受外界信號刺激時，PIP2水解，質(zhì)膜上DAG瞬間積累，由于細(xì)胞質(zhì)中Ca2+濃度升高，造成細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中PKC與Ca2+結(jié)合并轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜內(nèi)表面，被DAG活化，進(jìn)而使不同類型細(xì)胞中不同底物蛋白的絲氨酸和蘇氨酸殘基磷酸化。PKC是Ca2+和磷脂酰絲氨酸依賴性的絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶，含有廣泛的作用底物，參加眾多生理過程，既涉及許多細(xì)胞“短期生理效應(yīng)”如細(xì)胞分泌、肌肉收縮等，又涉及細(xì)胞增殖、分化等“長久生理效應(yīng)”。DAG只是PIP2水解形成的臨時性產(chǎn)物，DAG通過兩種途徑終止其信使作用：一是被DAG激酶磷酸化形成磷脂酸，進(jìn)入磷脂酰肌醇代謝途徑；二是被DAG脂酶水解成單酰甘油。由于DAG代謝周期很短，不可能長久維持PKC活性，而細(xì)胞增殖或分化行為的變化又規(guī)定PKC長久產(chǎn)生效應(yīng)?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)另一種DAG生成途徑，即由磷脂酶催化質(zhì)膜上的磷脂酰膽堿斷裂產(chǎn)生DAG，用來維持PKC的長久效應(yīng)。在許多細(xì)胞中，PKC的活化可增強(qiáng)特殊基因的轉(zhuǎn)錄。已知最少有兩條途徑：一是PKC激活一條蛋白激酶的級聯(lián)反映，造成與DNA特異序列結(jié)合的基因調(diào)控蛋白的磷酸化和激活，進(jìn)而增強(qiáng)特殊基因的轉(zhuǎn)錄；二是PKC的活化，造成一種克制蛋白的磷酸化，從而使細(xì)胞質(zhì)中基因調(diào)控蛋白擺脫克制狀態(tài)釋放出來，進(jìn)入細(xì)胞核刺激特殊基因的轉(zhuǎn)錄。2.2酶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)普通與酶連接的細(xì)胞表面受體又稱催化性受體(catalyticreceptor)，現(xiàn)在已知的這類受體都是跨膜蛋白，當(dāng)胞外信號(配體)與受體結(jié)合即激活受體胞內(nèi)段的酶活性，這類受體最少涉及5類：①受體酪氨酸激酶；②受體絲氨酸／蘇氨酸激酶；③受體酪氨酸磷酸酯酶；④受體鳥苷酸環(huán)化酶；⑤酪氨酸蛋白激酶聯(lián)受體。2.2.1受體酪氨酸激酶及RTK-Ras蛋白信號通路受體酪氨酸激酶(receptortyrosinekinase，RTK)又稱酪氨酸蛋白激酶受體，是細(xì)胞表面一大類重要受體家族，迄今已鑒定有50余種，涉及7個亞族。全部RTK的N端位于細(xì)胞外，是配體結(jié)合域，C端位于胞內(nèi)，含有酪氨酸激酶構(gòu)造域，并含有自磷酸化位點。它的胞外配體是可溶性或膜結(jié)合的多肽或蛋白類激素，涉及多個生長因子、胰島素和胰島素樣生長因子等。RTK重要功效是控制細(xì)胞生長、分化而不是調(diào)控細(xì)胞中間代謝；Ephrin(Eph)受體亞族是一大類與膜結(jié)合配體互相作用的受體，人類中已鑒定出8個組員，重要功效是刺激血管發(fā)生、指導(dǎo)細(xì)胞和軸突遷移?，F(xiàn)在對RTK—Ras信號通路已有較多的理解，特別是細(xì)胞如何克服Ras活化所能維持的時間較短，局限性以保障細(xì)胞增殖與分化所需持續(xù)性信號刺激的問題已獲得較進(jìn)一步的認(rèn)識。配體結(jié)合所誘發(fā)的RTK的激活刺激受體的酪氨酸激酶活性，隨即再刺激Ras—MAPK磷酸化級聯(lián)反映(phosphorylationcascade)途徑和其它幾個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。多個信號蛋白如Ras、酪氨酸激酶Src、蛋白激酶C、蛋白激酶B等都可激活不同的Raf，其中Ras蛋白激活Raf是最具代表性的。Ras—MAPK磷酸化級聯(lián)反映的基本環(huán)節(jié)以下：(1)活化的Ras蛋白與Raf的N端構(gòu)造域結(jié)合并使其激活，Raf是絲氨酸／蘇氨酸(Ser／Thr)蛋白激酶(又稱MAPKKK)，它使靶蛋白上的絲氨酸／蘇氨酸殘基磷酸化；絲氨酸／蘇氨酸殘基磷酸化的蛋白的代謝周轉(zhuǎn)比酪氨酸殘基磷酸化的蛋白慢，這有助于使短壽命的Ras—GTP信號事件轉(zhuǎn)變?yōu)殚L壽命的信號事件。(2)活化的Raf結(jié)合并磷酸化另一種蛋白激酶MAPKK，使絲氨酸／蘇氨酸殘基磷酸化造成MAPKK的活化。(3)MAPKK是一種雙重特異的蛋白激酶，它能磷酸化其唯一底物MAPK的蘇氨酸和酪氨酸殘基使之激活。(4)促分裂原活化的蛋白激酶(mitogen—activatedproteinkinase，MAPK)在該信號通路的蛋白激酶磷酸化級聯(lián)反映中是一種特別重要的組分?；罨腗APK進(jìn)入細(xì)胞核，可使許多底物蛋白的絲氨酸／蘇氨酸殘基磷酸化，涉及調(diào)節(jié)細(xì)胞周期和細(xì)胞分化的特異性蛋白體現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄因子，從而修飾它們的活性?？偠灾琑TK～Ras—MAPK信號通路可概括為以下模式：配體一RTK—Ras—Raf(MAPKKK)一MAPKK—MAPK一進(jìn)入細(xì)胞核一其它激酶或基因調(diào)控蛋白(轉(zhuǎn)錄因子)的磷酸化修飾，對基因體現(xiàn)產(chǎn)生多個效應(yīng)。2.2.2P13K-PKB(Akt)信號通路P13K—PKB(Akt)信號通路始于RTK和細(xì)胞因子受體的活化，產(chǎn)生磷酸化的氨酸殘基，從而為募集P13K向膜上轉(zhuǎn)位提供錨定位點。磷脂酰肌醇一3一激酶(P13K)最初是在多瘤病毒(polyoma，一種DNA病毒)研究中被鑒定的。迄今發(fā)現(xiàn)在人類基因組中P13K家族有9種同源基因編碼，P13K既含有Ser／Thr激酶活性，又含有磷脂酰肌醇激酶的活性。P13K由2個亞基構(gòu)成：一種P110催化亞基；一種p85調(diào)節(jié)亞基，含有SH2構(gòu)造域，可結(jié)合活化的RTK和多個細(xì)胞因子受體胞內(nèi)段磷酸酪氨酸殘基，被募集到質(zhì)膜，使其催化亞基靠近質(zhì)膜內(nèi)小葉的磷脂酰肌醇。在膜脂代謝中，含有磷脂酰肌醇激酶活性的P13K催化PI一4一P(PIP)生成PI-3，4一P2(PIP2)，催化PI一4，5一P2(PIP2)生成PI-3，4，5一P3(PIP3)。這些與膜結(jié)合的Pl一3-P為多個信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白提供了錨定位點，進(jìn)而介導(dǎo)多個下游信號通路。因此，P13K一蛋白激酶B(proteinkinaseB，PKB)信號途徑可視為細(xì)胞內(nèi)另一條與磷脂酰肌醇有關(guān)的信號通路，也是RTK介導(dǎo)衍生信號通路。許多蛋白激酶都是通過與質(zhì)膜上PI-3一P錨定位點的結(jié)合而被激活的，然后這些激酶再影響細(xì)胞內(nèi)許多靶蛋白的活性。PKB是一種相對分子質(zhì)量約為6．0X104的Ser／Thr蛋白激酶，與PKA和PKC都有很高的同源性，故又稱為PKA與PKC的有關(guān)激酶(relatedtotheAandCkinase，RAC—PK)，該激酶被證明是反轉(zhuǎn)錄病毒癌基因v—akt的編碼產(chǎn)物，故又稱Akt。絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶(PKB／Akt)由480個氨基酸殘基構(gòu)成，是重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，除中間激酶構(gòu)造域外，其N端還含有一種PH構(gòu)造域，能緊密結(jié)合PI一3，4一P2和PI一3，4，5一P3分子的3位磷酸基團(tuán)。在靜息狀態(tài)下，2種磷脂酰肌醇組分均處在低水平，PKB以非活性狀態(tài)存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，在生長因子等激素刺激下，PI_3一P水平升高，PKB憑借PH構(gòu)造域與3位P結(jié)合而轉(zhuǎn)位到質(zhì)膜上，同時PKB被PH構(gòu)造域掩蓋而克制的催化位點活性得以釋放。事實上，PKB轉(zhuǎn)位到細(xì)胞膜上對其部分活化是必須的也第一步；它的完全活化還需要另外2種Ser／Thr蛋白激酶，一種是PDKl借助其PH構(gòu)造域轉(zhuǎn)位到膜上并使PKB活性位點上的核心蘇氨酸殘基磷酸化，另一種是PDK2(普通是mTOR)磷酸化PKB上絲氨酸殘基，上述2個位點被磷酸化后，PKB才完全活化。完全活化的PKB從質(zhì)膜上解離下來，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和細(xì)胞核，進(jìn)而磷酸化多個對應(yīng)的靶蛋白，產(chǎn)生影響細(xì)胞行為的廣泛效應(yīng)，諸如增進(jìn)細(xì)胞存活、變化細(xì)胞代謝、致使細(xì)胞骨架重組等。2.2.3TGF-p—Smad信號通盡管TGF一聲能夠誘發(fā)復(fù)雜而多樣的細(xì)胞反映，但TGF-fl受體所介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路卻又相對簡樸并且基本相似，即一旦受體與配體結(jié)合形成復(fù)合物后便被激活，那么受體的激酶活性就能在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)直接磷酸化并激活特殊類型的轉(zhuǎn)錄因子Smad，進(jìn)入核內(nèi)調(diào)節(jié)基因體現(xiàn)，故稱“TGF-fl—Smad信號通路”。在TGF-fl—Smad信號通路中，Smad蛋白最初在線蟲和果蠅發(fā)現(xiàn)，分別是Sma和Mad，而后在爪蟾、小鼠和人類中又發(fā)現(xiàn)其有關(guān)蛋白，故以Sma和Mad的縮寫Smad家族命名這類基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白?，F(xiàn)已知有三種Smad轉(zhuǎn)錄因子起調(diào)控作用，涉及受體調(diào)節(jié)的R—Smad(Smad2、Smad3)、輔助性co-Smad(Smad4)和克制性或頡頏性I—Smad(imp-f1)，三種Smad在信號通路中分別發(fā)揮不同作用。R—Smad是RI受體激酶的直接作用底物，含有MHl和MH2兩個構(gòu)造域，中間為可彎曲的連接區(qū)。位于N端的MHl構(gòu)造域含有特異性DNA結(jié)合區(qū)，同時也包含核定位信號(NLS)序列；MH2構(gòu)造域與活化受體結(jié)合、R—Smad蛋白磷酸化以及R—Smad蛋白分子的寡聚化有關(guān)，并含有潛在轉(zhuǎn)錄激活功效。當(dāng)R—Smad未被磷酸化而處在非活化狀態(tài)時，NLS被掩蓋，此時MHl和MH2構(gòu)造域不能與DNA或CO—Smad相結(jié)合。當(dāng)RI受體被激活后，將R—Smad近C端的絲氨酸殘基磷酸化并造成構(gòu)象變化使NLS