蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分化信号

• 蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶 • 蛋白酪氨酸磷酸酶 • 个别的蛋白磷酸酶具有双重作用，即可同时
作用于酪氨酸和丝/苏氨酸残基。
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
（二）G蛋白
❖ 鸟苷酸结合蛋白（guanine nucleotide binding protein，G protein）简称G蛋白，是一类信号转 导分子，在各种细胞信号转导途径中转导信号给 不同的效应蛋白。
❖ 无论蛋白激酶对于其下游分子的作用是正
调节还是负调节，蛋白磷酸酶都将对蛋白
激酶所引起的变化产生衰减信号。
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
蛋白磷酸酶衰减蛋白激酶信号
PTK
自
我
无活性
磷
PTP
PTP
酸
化
P
PTK
活化
抑制 信号
Src family
P
PTK
Src family PTK
Ras
off
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
（三）蛋白相互作用结构域介导信号通路中 蛋白质的相互作用
信号转导分子在活细胞内接收和转导信号 的过程是由多种分子聚集形成的信号转导复合 物（signaling complex）完成的。
信号转导复合物作用：
①保证了信号转导的特异性和精确性， ②增加了调控的层次，从而增加了维持机体
巴细胞的抗原受体的信号 位于ZAP70和Src家族下游接受T 淋巴细胞的抗原受体或B淋巴细胞
的抗原受体的信号 介导白细胞介素受体活化信号
参与转录过程和细胞周期的调节
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
蛋白磷酸酶衰减蛋白激酶信号
❖ 蛋白质磷酸（酯）酶(phosphatidase)催化 磷酸化的蛋白分子发生去磷酸化，与蛋白 激酶共同构成了蛋白质活性的开关系统。
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分化信号
❖ 蛋白质酪氨酸激酶（Protein Tyrosine kinase，PTK）催化蛋白质分子中的酪氨酸 残基磷酸化。
• 受体型PTK：胞内部分含有PTK的催化结构域；
• 非受体型PTK ：主要作用是作为受体和效应分子
之间的信号转导分子 ；
• 核内PTK：细胞核内存在的PTK。
❖ G蛋白结合的核苷酸为GTP时为活化形式，作用
于下游分子使相应信号途径开放；当结合的GTP
水解为GDP时则回到非活化状态，使信号途径关
闭。
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
❖ G蛋白主要有两大类：
• 异源三聚体G蛋白：与7次跨膜受体结合， 以α亚基（Gα）和β、γ亚基(Gβγ)三聚体的 形式存在于细胞质膜内侧。
Biblioteka Baidu
ZAP70 家族
SH3 SH2 SH1
Tec 家族 JAK 家族
PH SH3 SH2 SH1
SH1 like
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
SH1 Biochemistry
非受体型PTK的主要作用
基因家族名称 Src家族
ZAP70家族 Tec家族
JAK家族
核内PTK
举例
Src、Fyn、 Lck、Lyn等
Biochemistry
❖ 在细胞中还存在一些调节因子，专门控制 小G蛋白活性：
• 增强其活性的因子：如鸟嘌呤核苷酸交换因子
（guanine nucleotide exchange factor，GEF）和鸟 苷酸释放蛋白（guanine nucleotide release protein， GNRP）；
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
生长因子类受体属于PTK
部分受体型PTK 结构示意图
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
Src家族/ZAP70家族/Tec家族/JAK 家族属于非受体型PTK
Src 家族
非受体型PTK的结构
P
Myr
SH3 SH2 SH1
ZAP70、 Syk
Btk、Itk、 Tec等
JAK1、 JAK2、 JAK3等 Abl、Wee
细胞内定位
主要功能
常与受体结合存 在于质膜内侧
与受体结合存在 于质膜内侧 存在于细胞质
与一些白细胞介 素受体结合存在
于质膜内侧 细胞核
接受受体传递的信号发生磷酸化 而激活，通过催化底物的酪氨酸
磷酸化向下游传递信号 接受T淋巴细胞的抗原受体或B淋
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
2.低分子质量G蛋白
❖ 低分子量G蛋白（21kD），在多种细胞信号 转导途径中具有开关作用。
❖ Ras是第一个被发现的小G蛋白，因此这类 蛋白质被称为Ras家族，因为它们均由一个 GTP酶结构域构成，故又称Ras样GTP酶。
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
主要作用是与α亚基形成复合体并定位于质膜内侧； 在哺乳细胞，βγ亚基也可直接调节某些效应蛋白。
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
❖ G蛋白通过G蛋白偶联受体（G proteincoupled receptors，GPCRs）与各种下游 效应分子，如离子通道、腺苷酸环化酶、 PLC联系，调节各种细胞功能。
• 降低其活性的因子：如鸟嘌呤核苷酸解离抑制
因子（guanine nucleotide dissociation inhibitor， GDI）和GTP酶活化蛋白（GAP）等。
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
Ras的活化及其调控因子
GTP
Ras
on
GAP SOS
GDP
• 低分子量G蛋白（21kD）
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
1.介导七跨膜受体信号转导的G蛋白
α亚基 （Gα）
具有多个 功能位点
与受体结合并受其活化调节的部位 βγ亚基结合部位 GDP/GTP结合部位 与下游效应分子相互作用部位
α亚基具有GTP酶活性
β、γ亚基 (Gβγ)
稳态平衡的机会。
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
活化 信号
无活性
活化
无活性 S
P
S 活化
PTK
PTP
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
❖ 蛋白磷酸酶的特性：
• 底物特异性（催化作用的特异性） • 细胞内的分布特异性
——决定了信号转导途径的精确性
蛋白酪氨酸激酶转导细胞增殖与分 化信号
Biochemistry
❖ 根据蛋白磷酸酶所作用的氨基酸残基而分类