跨膜运输与信号传递ppt课件

1、蛋白激酶AProtein Kinase A，PKA：由两个催化亚基和两个调理亚基组成。cAMP与调理亚基结合，使调理亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基，激活蛋白激酶A的活性。 环 腺 苷 酸 磷 酸 二 酯 酶 c A M P phosphodiesterase, PDE：降解cAMP生成5-AMP，起终止信号的作用。Degredation of cAMPcAMP通路组分及其分析通路组分及其分析lGs调理模型调理模型:l激素与激素与Rs结合，结合，Rs构象改动，与构象改动，与Gs结合，结合，Gs的的亚基排斥亚基排斥GDP，结合，结合GTP而活化，而活化，Gs解离出解离出和和。l亚基活化腺苷酸环

2、化酶，将亚基活化腺苷酸环化酶，将ATP转化为转化为cAMP。l亚基复合物也可直接激活某些胞内靶分子。亚基复合物也可直接激活某些胞内靶分子。l霍乱毒素具有霍乱毒素具有ADP核糖转移酶活性，能催化核糖转移酶活性，能催化ADP核糖基共核糖基共价结合到价结合到Gs的的亚基上，使亚基上，使亚基丧失亚基丧失GTP酶的活性，处于酶的活性，处于继续活化形状。导致霍乱病患者细胞内继续活化形状。导致霍乱病患者细胞内Na+和水继续外流，和水继续外流，产生严重腹泻而脱水。产生严重腹泻而脱水。lGs调理模型调理模型:lGi调理模型调理模型l 与与GDP结合失活，与结合失活，与GTP结合激活。结合激活。l 经过经过亚基与

3、腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；l 经过经过亚基复合物与游离亚基复合物与游离Gs的的亚基结合，阻断亚基结合，阻断Gs的的亚基对腺苷酸环化酶的活化。亚基对腺苷酸环化酶的活化。l百日咳毒素抑制的活性。催化百日咳毒素抑制的活性。催化Gi的的亚基亚基ADP核糖基化，核糖基化，降低了降低了GTP与与Gi的的亚基结合的程度。亚基结合的程度。lcAMP信号途径可表示为：l激素 G蛋白耦联受体G蛋白腺苷酸环化酶cAMP依赖cAMP的蛋白激酶A基因调控蛋白磷酸化基因转录。 l不同细胞对cAMP信号途径的反响速度不同：l在肌肉细胞，1秒钟内可启动糖原降解为葡糖1-磷酸

4、，而抑制糖原合成。l在某些分泌细胞，需求几个小时， 激活的PKA 进入细胞核，将CRE cAMP response element 结合蛋白磷酸化，调理相关基因的表达。CRE是DNA上的调理区域。 Glycogen breakdown in skeletal musclecAMP activate protein kinase A, which phosphorylate CREBCRE binding protein protein and initiate gene transcription.CRE is cAMP response element in DNA.l 胞外信号分子与细胞外

5、表G蛋白耦联受体结合，激活质膜上的磷脂酶CPLC-，使质膜上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两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为“双信使系统double messenger system。l IP3开启胞内IP3门控钙通道，Ca2+浓度升高，激活钙调蛋白。l DG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶CProtein Kinase C，PKC。PKC以非活性方式分布于细胞溶质中，当细胞接受刺激，产生IP3，使Ca2+浓度升高，PKC便转位到质膜内外表，被DG活化，PKC可以使蛋白质的丝氨酸

6、/苏氨酸残基磷酸化使不同的细胞产生不同的反响，如细胞分泌、肌肉收缩、细胞增殖和分化等。DG的作用可用佛波醇酯phorbol ester模拟。PIP2 Hydrolysisl “双信使系统反响链：胞外信号分子G-蛋白偶联受体G-蛋白ll IP3胞内Ca2+浓度升高Ca2+结合蛋白(CaM)细胞反响l 磷脂酶C(PLC)l DG激活PKC蛋白磷酸化或促Na+/H+交换使胞内pHl Double Messenger systemvIP3-Ca2+ pathway and DG-PKC pathwayElevation of cytosolic Ca2+ via the IP signaling pa

7、thway SignalsGPLR GP PLC IP3 and DAG (twin signals).IP3 IP3 receptor(Ca2+ channel, located at the surface of sER) Elevation of cytosolic Ca2+; DAG activates PKC to phosphoralate Ser and Thr on target proteins.Calcium binds to calcium-binding proteins(CaM) which affects other proteins.D. The pathway

8、through phospholipase C results in a rise in intracellular Ca+l钙调蛋白钙调蛋白calmodulin，CaM：由单一肽链构成，具有四个钙离子结合：由单一肽链构成，具有四个钙离子结合部位。结合钙离子发生构象改动，可激活钙调素依赖性激酶部位。结合钙离子发生构象改动，可激活钙调素依赖性激酶CaM-Kinase。细胞对。细胞对Ca2+的反响取决于细胞内钙结合蛋白和钙调素依赖性激的反响取决于细胞内钙结合蛋白和钙调素依赖性激酶的种类。酶的种类。l蛋白激酶蛋白激酶C：位于细胞质，：位于细胞质，Ca2+浓度升高时，浓度升高时，PKC转位到质膜内外表

9、，被转位到质膜内外表，被DG活化，活化，PKC属蛋白丝氨酸属蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶。苏氨酸激酶。 lIP3信号的终止：是经过去磷酸化构成信号的终止：是经过去磷酸化构成IP2、或磷酸化为、或磷酸化为IP4 。Ca2+被质膜被质膜上的钙泵和上的钙泵和Na+- Ca2+交换器抽出细胞，或被内质网膜上的钙泵抽回内质交换器抽出细胞，或被内质网膜上的钙泵抽回内质网。网。lDG经过两种途径终止其信使作用：经过两种途径终止其信使作用：l -被被DG激酶磷酸化成为磷脂酸，进入磷脂酰肌醇循环；激酶磷酸化成为磷脂酸，进入磷脂酰肌醇循环；l -被被DG酯酶水解成单酯酰甘油。酯酶水解成单酯酰甘油。l DG代谢周期很短，

10、不能长期维持代谢周期很短，不能长期维持PKC活性，而细胞增殖或分化行活性，而细胞增殖或分化行为的变化又要求为的变化又要求PKC长期活性所产生的效应。现发现另一种长期活性所产生的效应。现发现另一种DG生成途径，生成途径，即由磷脂酶催化质膜上的磷脂酰胆碱断裂产生的即由磷脂酶催化质膜上的磷脂酰胆碱断裂产生的DG，用来维持，用来维持PKC的长的长期效应。期效应。Structure of CaM, a cytosolic protein of 148 amino acids that bind Ca2+ ionsv Regulating calcium concentrations in plant c

11、ellsv Cytosolic calcium changes in response to several stimuli, including light, pressure, gravity, and hormones.vCalcium signaling aids in decreasing turgor pressure in guard cells.Ca2+/CaM dep. protein kinase (CaM-kinase) mediate many of the actions of Ca2+ in animal cells.The functions of increas

12、e the levels of cytosolic calcium-CaM : start-up embryo development after the fecundation. excitating contract of muscle cells; excitating secretion of endocrine and nerve cells.l分为两种情况：分为两种情况：l本身具有激酶活性，如肽类生长因子本身具有激酶活性，如肽类生长因子EGF，PDGF，CSF等等的受体；等等的受体；l本身没有酶活性，但可以衔接非受体酪氨酸激酶，如细胞本身没有酶活性，但可以衔接非受体酪氨酸激酶，如细胞因子受体超家族。因子受体超家族。l知六类：受体酪氨酸激酶；受体丝氨酸知六类：受体酪氨酸