【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 family PTK 無(wú)活性 Src family PTK PTP P PTK 活化 活化信號(hào) 抑制信號(hào) 目錄 ? 根據(jù)蛋白磷酸酶所作用的氨基酸殘基而分類(lèi)： ? 蛋白絲氨酸 /蘇氨酸磷酸酶 ? 蛋白酪氨酸磷酸酶 ? 個(gè)別的蛋白磷酸酶具有雙重作用，即可同時(shí)作用于酪氨酸和絲 /蘇氨酸殘基。 目錄 （二）許多信號(hào)通路涉及蛋白絲 /蘇氨酸激酶的作用 ? 細(xì)胞內(nèi)重要的蛋白絲 /蘇氨酸激酶包括 ? 受環(huán)核苷酸調(diào)控的 PKA和 PKG ? 受 DAG/Ca2+調(diào)控的 PKC ? 受 Ca2+/CaM調(diào)控的 Ca2+/CaMPK ? 受 PIP3調(diào)控的 PKB ? 受絲裂原激活的蛋白激酶 （ mitogen activated protein kinase, MAPK） 。 目錄 1. MAPK調(diào)控細(xì)胞的多種重要的生理功能 ? 哺乳動(dòng)物細(xì)胞重要的 MAPK亞家族： ? 細(xì)胞外調(diào)節(jié)激酶（ extracellular regulated kinase，ERK） ? cJun N 末端激酶 /應(yīng)激激活的蛋白激酶（ cJun Nterminal kinase/stressactivated protein kinase，JNK/SAPK） ? p38MAPK 目錄 ? ERK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。 ? JNK家族是細(xì)胞對(duì)各種應(yīng)激原誘導(dǎo)的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵分子，參與細(xì)胞對(duì)輻射、滲透壓、溫度變化等的應(yīng)激反應(yīng)。 ? p38MAPK亞家族介導(dǎo)炎癥、凋亡等應(yīng)激反應(yīng)。 目錄 2. MAPK級(jí)聯(lián)激活是多種信號(hào)通路的中心環(huán)節(jié) ? MAPK上游的兩級(jí)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子也是蛋白激酶 ， 稱(chēng)為MAPKK（ MAP kinase kinase） 和 MAPKKK（ MAP kinase kinase kinase） 。 ? MAPKK和 MAPK本身也是通過(guò)磷酸化修飾而被激活 。 ? 細(xì)胞受到生長(zhǎng)因子或其他因素刺激時(shí) ， 其上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子被依次活化 ， 進(jìn)而將 MAPKKK激活 ， MAPKKK通過(guò)磷酸化修飾而激活 MAPKK， 后者再修飾激活 MAPK，從而形成逐級(jí)磷酸化的 級(jí)聯(lián)激活反應(yīng) 。 目錄 MAPK的級(jí)聯(lián)激活 MAPKKK MAPKK MAPK ? Thr Tyr Thr Tyr P P phosphatase off on MAPK 目錄 ? MAPK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。 目錄 ERK途徑包括 RafMEKMAPK級(jí)聯(lián)反應(yīng) ? ERK亞家族包括 ERK ERK2和 ERK3等。 ? ERK的級(jí)聯(lián)激活過(guò)程： Raf（ MAPKKK） MEK（ MAPKK） ERK（ MAPK） 目錄 JNK/SAPK途徑參與應(yīng)激 (反應(yīng) ) ? JNK/SAPK的級(jí)聯(lián)激活過(guò)程： MEKK（ MAPKKK） JNKK（ MAPKK） JNK/SAPK（ MAPK） 目錄 P38MAPK亞家族介導(dǎo)炎癥、凋亡等應(yīng)激（反應(yīng)） ? P38MAPK的級(jí)聯(lián)激活過(guò)程： 凋亡信號(hào)調(diào)節(jié)激酶 （ apoptosis signal regulating kinase 1， ASK1） （ MAPKKK） MKK3/MKK6（ MAPKK） P38MAPK 目錄 （三）蛋白酪氨酸激酶轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞增殖與分化信號(hào) ? 蛋白質(zhì)酪氨酸激酶 （ Protein Tyrosine kinase， PTK）催化蛋白質(zhì)分子中的酪氨酸殘基磷酸化 。 ? 酪氨酸磷酸化修飾的蛋白質(zhì)大部分對(duì)細(xì)胞增殖具有正向調(diào)節(jié)作用 ， 無(wú)論是生長(zhǎng)因子作用后正常細(xì)胞的增殖 、 惡性腫瘤細(xì)胞的增殖 ， 還是 T細(xì)胞 、 B細(xì)胞或肥大細(xì)胞的活化都伴隨著瞬間發(fā)生的多種蛋白質(zhì)分子的酪氨酸磷酸化 。 目錄 1. 部分膜受體具有 PTK功能 ? 這些受體被稱(chēng)為受體型 PTK。 ? 它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上均為單次跨膜蛋白質(zhì) ， 其胞外部分為配體結(jié)合區(qū) ， 中間有跨膜區(qū) ， 細(xì)胞內(nèi)部分含有 PTK的催化結(jié)構(gòu)域 。 ? 受體型 PTK與配體結(jié)合后形成二聚體 ， 同時(shí)激活其酶活性 ， 使受體胞內(nèi)部分的酪氨酸殘基磷酸化 （ 自身磷酸化 ） 。 磷酸化的受體募集含有 SH2結(jié)構(gòu)域的信號(hào)分子 ， 從而將信號(hào)傳遞至下游分子 。 目錄 生長(zhǎng)因子類(lèi)受體屬于 PTK 部分受體型 PTK結(jié)構(gòu)示意圖 目錄 2. 細(xì)胞內(nèi)有多種非受體型的 PTK ? 這些 PTK本身并不是受體 。 ? 有些 PTK是直接與受體結(jié)合 ， 由受體激活而向下游傳遞信號(hào) 。 ? 有些則是存在于胞質(zhì)或胞核中 ， 由其上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子激活 ， 再向下游傳遞信號(hào) 。 目錄 基因家族名稱(chēng) 舉例 細(xì)胞內(nèi)定位 主要功能 SRC家族 Src、 Fyn、Lck、 Lyn等 常與受體結(jié)合存在于質(zhì)膜內(nèi)側(cè) 接受受體傳遞的信號(hào)發(fā)生磷酸化而激活，通過(guò)催化底物的酪氨酸磷酸化向下游傳遞信號(hào) ZAP70家族 ZAP70、Syk 與受體結(jié)合存在于質(zhì)膜內(nèi)側(cè) 接受 T淋巴細(xì)胞的抗原受體或 B淋巴細(xì)胞的抗原受體的信號(hào) TEC家族 Btk、 Itk、Tec等 存在于細(xì)胞質(zhì) 位于 ZAP70和 Src家族下游接受 T淋巴細(xì)胞的抗原受體或 B淋巴細(xì)胞的抗原受體的信號(hào) JAK家族 JAKJAKJAK3等 與一些白細(xì)胞介素受體結(jié)合存在于質(zhì)膜內(nèi)側(cè) 介導(dǎo)白細(xì)胞介素受體活化信號(hào) 核內(nèi) PTK Abl、 Wee 細(xì)胞核 參與轉(zhuǎn)錄過(guò)程和細(xì)胞周期的調(diào)節(jié) 非受體型 PTK的主要作用 目錄 三、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白可通過(guò)蛋白質(zhì)相互作用傳遞信號(hào) ?信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中有許多信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子是沒(méi)有酶活性的蛋白質(zhì)，它們通過(guò)分子間的相互作用被激活、或激活下游分子。 ?這些信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子主要包括 G蛋白 、 銜接蛋白 和支架蛋白 。 目錄 （一） G蛋白的 GTP/GDP結(jié)合狀態(tài)決定信號(hào)的傳遞 ? 鳥(niǎo)苷酸結(jié)合蛋白 （ guanine nucleotide binding protein， G protein） 簡(jiǎn)稱(chēng) G蛋白 ， 亦稱(chēng) GTP結(jié)合蛋白 。 ? 分別結(jié)合 GTP和 GDP時(shí) ， G蛋白處于不同的構(gòu)象 。 ? 結(jié)合 GTP時(shí)處于活化形式 ， 能夠與下游分子結(jié)合 ， 并通過(guò)別構(gòu)效應(yīng)而激活下游分子 。 ? G蛋白自身均具有 GTP酶活性 ， 可將結(jié)合的GTP水解為 GDP， 回到非活化狀態(tài) ， 停止激活下游分子 。 目錄 ? G蛋白主要有兩大類(lèi)： ? 三聚體 G蛋白： 與 7次跨膜受體結(jié)合，以 α亞基（ Gα）和 β、 γ亞基 (Gβγ)三聚體的形式存在于細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)側(cè)。 ? 低分子量 G蛋白（ 21kD） 目錄 1. 三聚體 G蛋白介導(dǎo) G蛋白偶聯(lián)受體傳遞的信號(hào) α亞基 （ Gα） β、 γ亞基 (Gβγ) 具有多個(gè) 功能位點(diǎn) α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 βγ亞基結(jié)合部位 GDP/GTP結(jié)合部位 與下游效應(yīng)分子相互作用部位 主要作用是與 α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， βγ亞基也可直接調(diào)節(jié)某些效應(yīng)蛋白。 目錄 ? G蛋白通過(guò) G蛋白偶聯(lián)受體（ G proteincoupled 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。 目錄 2. 低分子量 G蛋白是信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的轉(zhuǎn)導(dǎo)分子 ? 低分子量 G蛋白（ 21kD），它們?cè)诙喾N細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。 ? 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超家族。 ? 目前已知的 Ras家族成員已超過(guò) 50種，在細(xì)胞內(nèi)分別參與不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。 目錄 ? 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 。 目錄 GAP GTPase activating protein GTP酶活化蛋白 SOS Guanidine exchange factor 鳥(niǎo)苷酸交換因子（ GEF） On GTP off GDP GAP 調(diào)節(jié) Ras蛋白活性的因子 Ras Ras SOS GAP 目錄 （二）銜接蛋白和支架蛋白連接信號(hào)通路與網(wǎng)絡(luò) ? 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的一些環(huán)節(jié)是由多種分子聚集形成的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物（ signaling plex） 來(lái)完成信號(hào)傳遞的。 ? 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物的形成是一個(gè) 動(dòng)態(tài)過(guò)程 ，針對(duì)不同外源信號(hào)，可聚集形成不同成分的復(fù)合物。 ? 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)復(fù)合物形成的基礎(chǔ)是 蛋白質(zhì)相互作用 。 ? 蛋白質(zhì)相互作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)則是各種蛋白質(zhì)分子中的蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域（ protein interaction domain） 。 1. 蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域介導(dǎo)信號(hào)通路中蛋白質(zhì)的相互作用 目錄 ? 蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域有如下特點(diǎn) ： ① 一個(gè)信號(hào)分子中可含有兩種以上的蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域 ， 因此可同時(shí)結(jié)合兩種以上的其他信號(hào)分子； ② 同一類(lèi)蛋白質(zhì)相互作用結(jié)構(gòu)域可存在于不同的分子中 。 這些結(jié)構(gòu)域的一級(jí)結(jié)構(gòu)不同 ， 因此選擇性結(jié)合下游信號(hào)分子； ③ 這些結(jié)構(gòu)域沒(méi)有催化活性 。 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子中蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域的分布和作用 蛋白激酶 Btk PH TH SH3 SH2 催化區(qū) 銜接蛋白 Grb2 SH3 SH2 SH3 轉(zhuǎn)錄因子 stat DNA 結(jié)合區(qū) SH2 TA 細(xì)胞骨架蛋白 tensin // SH2 PTB 目錄 蛋白相互作用結(jié)構(gòu)域 縮寫(xiě) 識(shí)別模