第三节 信息的传递途径
一、膜受体介导的信息传递 cAMP-蛋白激酶途经 cGMP-蛋白激酶途径 Ca2+-依赖性蛋白激酶途径 酪氨酸蛋白激酶途径 核因子κB途径
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
(一)cAMP-蛋白激酶A途经
1. cAMP的合成与分解
2. cAMP的作用机制 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 (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。
肾上腺素对糖原磷酸化酶的调节作用
(二)Ca2+-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。 〔Ca 2+〕i 0.01-1μmol/L 细胞外 2.5mmol/L 5000~10000倍, Ca 2+库-内质网、线粒体、肌浆网,释放入胞浆 调节生命活动。
1.DG和IP3的生成与功能 PLC PIP 2 IP 3 + DAG 第二信使(双信使)
IP3: 与内质网和肌浆网上的受体结合,促使细胞内Ca2+释放 DG: 在磷脂酰丝氨酸和Ca2+协同下激活PKC。
Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶途径 (DAG-PKC途径) Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径 ( Ca2+ -CAM-CAMK途径)
2.Ca2+-磷脂依赖性蛋白激酶途径 (1)
活化的PKC引起一系列靶蛋白的丝、苏氨酸残基磷酸化。 调节代谢 活化的PKC引起一系列靶蛋白的丝、苏氨酸残基磷酸化。 靶蛋白包括:质膜受体、膜蛋白和多种酶。 调节基因表达 PKC对基因的活化分为早期反应和晚期反应。
早期反应:
3. Ca2+-钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径
钙调蛋白(calmodulin,CaM): 为钙结合蛋白, 四个分子的Ca2+与其结合后,构象发生改变而激活CaM 激酶。 CaM 激酶: 可磷酸化许多蛋白质的Ser/Thr残基。
(三)cGMP-蛋白激酶途经 以cGMP为第二信使
1. cGMP的合成与分解 GC 有两种:结合型GC,可溶型GC 2. PKG的功能
3. cGMP-蛋白激酶途经
(四)酪氨酸蛋白激酶途经 酪氨酸蛋白激酶(tyrosine-protein kinase,TPK)在细胞的生长、增殖、分化等过程中起重要作用,并与肿瘤的发生有密切关系。TPK分两种类型: 受体型TPK:位于细胞质膜上 非受体型TPK:位于胞浆
1. 受体型TPK-Ras-MAPK途径 胰岛素及某些生长因子通过此途径调节基因的转录。 GRB2、SOS、ras、raf为癌基因表达产物,其中Ras性质类似于G蛋白中的α亚基,又叫小G蛋白。 MAPK(有丝分裂原激活蛋白激酶)系统: 包括MAPK、MAPKK、MAPKKK,是一组酶兼底物的蛋白分子。MAPK主要使反式作用因子磷酸化,调节转录。
2. JAKs-STAT途径 一部分生长因子、大部分细胞因子和激素通过此途径影响基因的转录。 配体 非催化型受体 JAKs STAT 基因的转录 JAKs:一类具有激酶结构的连接蛋白,分子内有SH2结构域。即与原癌基因src编码的TPK区同源,能识别磷酸化的Tyr残基并与之结合。 STAT:信号转导子和转录激动子。
(五)核因子κB途经
二、胞内受体介导的信息传递 类固醇激素(糖皮质激素、盐皮质激素、雄激素、孕激素、雌激素和1,25(OH)2-D3)与胞浆中的受体结合成复合物发挥作用。 甲状腺素与核内受体结合成复合物发挥作用。
本章复习题 1.举例说明何为细胞信息物质,细胞间信息物质,细胞内信息物质,第二信使? 2.什么是受体,有几类,各具什么特点。 3.受体作用的特点是什么? 4.经膜受体介导的信息途径有哪些,简述 其过程。 5.什么是蛋白激酶,有几种? 6.简述G蛋白的组成及功能。 7.简述胞内受体介导的信息传递过程。