第三章蛋白激酶、蛋白磷酸酶与信号转导
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 参与代谢调控的底物，如膜上的通道和 泵；
• 调节基因表达的底物，如转录因子、翻 译因子、S6K、Raf激酶等。
PKC分布：
• 广泛分布于各组织的胞质，以Ca2＋依赖 的形式从胞质中移位到细胞膜上，此过程 称之为转位。PKC转位是其活化的标志。
• 佛波酯（TPA or PMA）是一种促癌剂，其 结构与DAG相似，可持续活化PKC，促进 细胞增殖。
Nck-2
SH3 Sห้องสมุดไป่ตู้3 SH3
SH2
PINCH
LIM5 LIM4 LIM3 LIM2
LIM1
ILK
pp
ANK ANK ANK ANK PH
RTK
CH-ILKBP/actopaxin parvins/affixin
N-ter
Actin Cytoskeleton Filamin
CH1 CH2
Kinase domain
即Ca2＋和磷脂依赖的蛋白激酶，受 Ca2＋ 、DAG和PS激活。
PKC有11种亚型：
A组－典型PKC (classical PKC，cPKC)： 、Ⅰ、Ⅱ和
活化需要Ca2＋ 、DAG和PS。
B组－新型PKC (new PKC，nPKC)：、、 (L) 、、 和 。 活化不需要Ca2＋。
C组－非典型PKC (atypical PKC，aPKC)： 和 / 。 活化不需要Ca2＋和DAG。
（7）核糖体S6激酶（S6K）
包括S6KⅠ和S6KⅡ，能催化核糖体 S6蛋白磷酸化。
（8）整合素连接激酶
整合素连接激酶（intergrin-linked kinase，ILK）可直接磷酸化PKB/Akt， 其活性依赖PI3K。
PINCH, ILK domain structures & interacting partners
（二）蛋白激酶的种类
真核细胞的蛋白激酶可分为五类： ① 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 ② 酪氨酸蛋白激酶 ③ 组/赖/精氨酸蛋白激酶 ④ 半胱氨酸蛋白激酶 ⑤ 天冬氨酸/谷氨酸蛋白激酶
1. 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（serine/ threonine protein kinase，S/T-PK）催化 丝氨酸/苏氨酸的羟基磷酸化。
各亚型均由一条肽链组成，分为四个保 守区C1~C4和五个可变区V1~V5。 • 调节区：
C1是膜结合区，与佛波酯、DAG和PS结合 有关。
C2是Ca2＋结合位点。
• 催化区：
C3是ATP结合位点。
C4是底物蛋白结合位点。
PS DAG
Ca2+
ATP
PKC底物：
• 参与信号转导的底物，如表皮生长因子 受体、胰岛素受体、T细胞受体（TCR）、 Ras、GTP酶活化蛋白等；
（一）蛋白激酶的结构 共同的结构特征：
• 保守的催化结构域/亚基 • 调节结构域/亚基 • 其他功能结构域
PKC
1. 催化结构域/亚基 催化核心含有12个高度保守的亚区。 功能：
• 与蛋白质或多肽底物结合； • 与磷酸供体ATP/GTP结合； • 转移磷酸基到底物相应的氨基酸残基上。
2. 调节结构域/亚基 同源性较低。 作用： 调节酶的活性； 靶向作用，与酶的亚细胞定位有关。
PDK：
细胞周期素依赖性蛋白激酶（cyclin depedent kinase，CDK）家族
丝裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）家族
糖原合成酶激酶3（glycogen synthetase kinase 3，GSK3）
CDK样激酶（CDK-like kinase， CLK）家族
MAPK途径：
EGF途径
（5）蛋白激酶G
即cGMP依赖性蛋白激酶（ cGMP – dependent protein kinase，PKG），以 cGMP 为变构剂，在脑和平滑肌中含量较 丰富。
（6）G蛋白偶联受体激酶
有肾上腺素受体蛋白激酶（ adrenergic receptor kinase， -ARK）、 -ARK相关激酶和视紫红质激酶等。
NH HC CH2 OH OC
NH HC CH2 OC
O OP O
O
（1）蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）
即cAMP依赖性蛋白激酶。
全酶存在胞浆，被cAMP激活后，催化亚 基可① 调节代谢；②调节离子通道；③调 节其他信号转导途径的蛋白；④ 进入细胞 核调节基因表达。
（2）蛋白激酶C
N-ter LIMS
Migfilin
FERM PH FERM Mig-2
paxillin
Integrins
ECM
Generously provided to the CMC by Cary Wu (Apr-03
（9）DNA依赖性蛋白激酶
DNA依赖性蛋白激酶（DNA-dependent protein kinaes，DNA-PK）可磷酸 化许多核蛋白，包括核受体、转录因子、 DNA拓扑异构酶和RNA聚合酶Ⅱ等。
乙酸豆蔻佛波
（3）钙/钙调素依赖性蛋白激酶（CaMK）
包括肌球蛋白轻链激酶（myosin light chain kinase，MLCK）、磷酸化酶 激酶、CaMKⅡ等。
（4）CMGC组蛋白激酶
• 脯氨酸依赖性激酶（proline depedent kinase，PDK）
• 酪蛋白激酶Ⅱ（casein kinase Ⅱ ，CK Ⅱ ）家族
第五章
蛋白激酶、蛋白磷酸酶 与信号转导
【目的要求】
1．掌握蛋白激酶的概念及其催化的蛋白质磷酸 化反应；丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的主要种类及 其激活剂；PKC的分类及其特点；酪氨酸蛋白 激酶的概念、分类及其重要的结构域；受体酪 氨酸蛋白激酶的概念；蛋白磷酸酶的概念及分 类。
【目的要求】
2．熟悉受体酪氨酸蛋白激酶的分类；双重特异 性蛋白激酶；蛋白激酶在信号转导中的作用； 丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶的生物学作用；酪氨 酸蛋白磷酸酶的分类及其在信号转导中的作用； 双重特异性蛋白磷酸酶。
一、 蛋白激酶
蛋白磷酸化是多种信号转导途径中 的重要环节，细胞内大部分重要的生命过 程都涉及蛋白磷酸化。
可逆的蛋白质磷酸化：
ATP
ADP
蛋白质
蛋白激酶 蛋白质 P
蛋白磷酸酶
Pi
H2O
蛋白激酶（protein kinase，PK）：
是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 的 - 磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基 上，使蛋白质磷酸化， 发挥其生理生化功 能。
• 调节基因表达的底物，如转录因子、翻 译因子、S6K、Raf激酶等。
PKC分布：
• 广泛分布于各组织的胞质，以Ca2＋依赖 的形式从胞质中移位到细胞膜上，此过程 称之为转位。PKC转位是其活化的标志。
• 佛波酯（TPA or PMA）是一种促癌剂，其 结构与DAG相似，可持续活化PKC，促进 细胞增殖。
Nck-2
SH3 Sห้องสมุดไป่ตู้3 SH3
SH2
PINCH
LIM5 LIM4 LIM3 LIM2
LIM1
ILK
pp
ANK ANK ANK ANK PH
RTK
CH-ILKBP/actopaxin parvins/affixin
N-ter
Actin Cytoskeleton Filamin
CH1 CH2
Kinase domain
即Ca2＋和磷脂依赖的蛋白激酶，受 Ca2＋ 、DAG和PS激活。
PKC有11种亚型：
A组－典型PKC (classical PKC，cPKC)： 、Ⅰ、Ⅱ和
活化需要Ca2＋ 、DAG和PS。
B组－新型PKC (new PKC，nPKC)：、、 (L) 、、 和 。 活化不需要Ca2＋。
C组－非典型PKC (atypical PKC，aPKC)： 和 / 。 活化不需要Ca2＋和DAG。
（7）核糖体S6激酶（S6K）
包括S6KⅠ和S6KⅡ，能催化核糖体 S6蛋白磷酸化。
（8）整合素连接激酶
整合素连接激酶（intergrin-linked kinase，ILK）可直接磷酸化PKB/Akt， 其活性依赖PI3K。
PINCH, ILK domain structures & interacting partners
（二）蛋白激酶的种类
真核细胞的蛋白激酶可分为五类： ① 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 ② 酪氨酸蛋白激酶 ③ 组/赖/精氨酸蛋白激酶 ④ 半胱氨酸蛋白激酶 ⑤ 天冬氨酸/谷氨酸蛋白激酶
1. 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（serine/ threonine protein kinase，S/T-PK）催化 丝氨酸/苏氨酸的羟基磷酸化。
各亚型均由一条肽链组成，分为四个保 守区C1~C4和五个可变区V1~V5。 • 调节区：
C1是膜结合区，与佛波酯、DAG和PS结合 有关。
C2是Ca2＋结合位点。
• 催化区：
C3是ATP结合位点。
C4是底物蛋白结合位点。
PS DAG
Ca2+
ATP
PKC底物：
• 参与信号转导的底物，如表皮生长因子 受体、胰岛素受体、T细胞受体（TCR）、 Ras、GTP酶活化蛋白等；
（一）蛋白激酶的结构 共同的结构特征：
• 保守的催化结构域/亚基 • 调节结构域/亚基 • 其他功能结构域
PKC
1. 催化结构域/亚基 催化核心含有12个高度保守的亚区。 功能：
• 与蛋白质或多肽底物结合； • 与磷酸供体ATP/GTP结合； • 转移磷酸基到底物相应的氨基酸残基上。
2. 调节结构域/亚基 同源性较低。 作用： 调节酶的活性； 靶向作用，与酶的亚细胞定位有关。
PDK：
细胞周期素依赖性蛋白激酶（cyclin depedent kinase，CDK）家族
丝裂原活化蛋白激酶（mitogenactivated protein kinase，MAPK）家族
糖原合成酶激酶3（glycogen synthetase kinase 3，GSK3）
CDK样激酶（CDK-like kinase， CLK）家族
MAPK途径：
EGF途径
（5）蛋白激酶G
即cGMP依赖性蛋白激酶（ cGMP – dependent protein kinase，PKG），以 cGMP 为变构剂，在脑和平滑肌中含量较 丰富。
（6）G蛋白偶联受体激酶
有肾上腺素受体蛋白激酶（ adrenergic receptor kinase， -ARK）、 -ARK相关激酶和视紫红质激酶等。
NH HC CH2 OH OC
NH HC CH2 OC
O OP O
O
（1）蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）
即cAMP依赖性蛋白激酶。
全酶存在胞浆，被cAMP激活后，催化亚 基可① 调节代谢；②调节离子通道；③调 节其他信号转导途径的蛋白；④ 进入细胞 核调节基因表达。
（2）蛋白激酶C
N-ter LIMS
Migfilin
FERM PH FERM Mig-2
paxillin
Integrins
ECM
Generously provided to the CMC by Cary Wu (Apr-03
（9）DNA依赖性蛋白激酶
DNA依赖性蛋白激酶（DNA-dependent protein kinaes，DNA-PK）可磷酸 化许多核蛋白，包括核受体、转录因子、 DNA拓扑异构酶和RNA聚合酶Ⅱ等。
乙酸豆蔻佛波
（3）钙/钙调素依赖性蛋白激酶（CaMK）
包括肌球蛋白轻链激酶（myosin light chain kinase，MLCK）、磷酸化酶 激酶、CaMKⅡ等。
（4）CMGC组蛋白激酶
• 脯氨酸依赖性激酶（proline depedent kinase，PDK）
• 酪蛋白激酶Ⅱ（casein kinase Ⅱ ，CK Ⅱ ）家族
第五章
蛋白激酶、蛋白磷酸酶 与信号转导
【目的要求】
1．掌握蛋白激酶的概念及其催化的蛋白质磷酸 化反应；丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的主要种类及 其激活剂；PKC的分类及其特点；酪氨酸蛋白 激酶的概念、分类及其重要的结构域；受体酪 氨酸蛋白激酶的概念；蛋白磷酸酶的概念及分 类。
【目的要求】
2．熟悉受体酪氨酸蛋白激酶的分类；双重特异 性蛋白激酶；蛋白激酶在信号转导中的作用； 丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶的生物学作用；酪氨 酸蛋白磷酸酶的分类及其在信号转导中的作用； 双重特异性蛋白磷酸酶。
一、 蛋白激酶
蛋白磷酸化是多种信号转导途径中 的重要环节，细胞内大部分重要的生命过 程都涉及蛋白磷酸化。
可逆的蛋白质磷酸化：
ATP
ADP
蛋白质
蛋白激酶 蛋白质 P
蛋白磷酸酶
Pi
H2O
蛋白激酶（protein kinase，PK）：
是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 的 - 磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基 上，使蛋白质磷酸化， 发挥其生理生化功 能。