分子生物学课件第八章.ppt

受体的定义
是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活 性分子并与之结合的成分。它能把识别和接 受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部， 进而引起生物学效应的特殊蛋白质。
能与受体呈特异性结合的生物活性分子 则称 配体(ligand)。
受体的分类： 目前已知受体种类达百余种。
• 按部位分类：细胞膜受体和细胞内受体。 • 按结构分类：单体蛋白受体、跨膜复合蛋白
●在某些分泌细胞中，需要几个小时，激活的PKA 进入
细胞核，将CRE结合蛋白磷酸化，调节相关基因的表达。 许多转录因子都可以通过cAMP介导的蛋白质磷酸化过 程而被激活，因为这类基因的5’端大都拥有一个或数个 cAMP应答元件（CRE）。
CRE（cAMP response element， cAMP应答元 件）是DNA上的调节区域。 (TGACGTCA)
P308
真核细胞主要跨膜信号传导途径
蛋白质磷酸化和GTP结合蛋白参与的信号转导过程
8.3.1 受cAMP水平调控的A激酶
依赖于cAMP的蛋白激酶称为A激酶（PKA）， 它能把ATP分子上的末端磷酸基团加到某个特定 蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上。
受cAMP水平调控的A激酶
• 非活性状态的PKA全酶由4个亚基R2C2所组成，分子量约 为150-170，调节亚基与cAMP相结合，引起构象变化并释 放催化亚基，后者随即成为有催化活性的单体.
Contents
• 真核生物的基因结构与转录活性 • 真核基因转录机器的主要组成 • 蛋白质磷酸化对基因转录的调控 • 蛋白质乙酰化对蛋白表达的影响 • 激素与热激蛋白对基因表达的影响 • 其它水平上的表达调控
细胞是生命活动的基本单位。细胞通过DNA的 复制和细胞分裂将本身所固有的遗传信息由亲代传 至子代，实现增殖繁衍。它们还不断地“感知”环 境变化，并对其作出特定的应答。
❖ 目前已发现的HAT有 两类：
一类与转录有关 另一类与核小体组
装以及染色质的结 构有关。
CRE结合蛋白(cAMP response element bound protein,CREB)
cAMP信号与基因表达
• 该信号途径涉及的反应链可 表示为p311：
激素→G蛋白耦联受体→激活 G蛋白→激活腺苷酸环化酶 →cAMP →活化依赖 cAMP的蛋白激酶A→释放 催化亚基进入核内→ 底物 （CREB）磷酸化→激活基 因转录
核小体组成念珠状结构，有一条细丝连着一串直径为10nm的球 状体。
1.2. 核心组蛋白的乙酰化与去乙酰化
核心组蛋白朝向外部的N-端部分被称为”尾巴”, 可被组蛋 白乙酰基转移酶和乙酰基去乙酰化酶 修饰，加上或去掉乙 酰基团。图：组蛋白N端”尾巴” 主要修饰位点
1.3. 组蛋白乙酰基转移酶（HAT）
受体。 • 按效应分类：离子通道偶联受体、G蛋白偶
联受体、蛋白激酶偶联受体。 • 按功能分类：神经递质类受体、激素类受体、
自体活性物质类受体。
G蛋白:
受体与配体结合后即与膜上的偶联蛋白结合，使其释放活 性因子，再与效应器发生反应。由于这些偶联蛋白的结构 和功能极为类似，且都能结合GTP或GDP，所以通常称G 蛋白，即鸟苷酸调节蛋白（guanine nucleotide regulatory protein）
• 细胞应答可以分为3个阶段：
– 外界信息的“感知”，即由细胞膜到细胞核内的信息传 递,
– 染色质水平上的基因活性调控, – 特定基因的表达，即从DNA→RNA→蛋白质的遗传信息
传递过程。
蛋白质的磷酸化与去磷酸化过程是生物体内普 遍存在的信息传导调节方式，几乎涉及所有的生 理及病理过程，如糖代谢、光合作用、细胞的生 长发育、神经递质的合成与释放甚至癌变等等。
cAMP信号与基因表达
• 该信号途径涉及的反应链可 表示为p311：
激素→G蛋白耦联受体→激活 G蛋白→激活腺苷酸环化酶 →cAMP →活化依赖 cAMP的蛋白激酶A→释放 催化亚基进入核内→ 底物 （CREB）磷酸化→激活基 因转录
Contents
• 真核生物的基因结构与转录活性 • 真核基因转录机器的主要组成 • 蛋白质磷酸化对基因转录的调控 • 蛋白质乙酰化对蛋白表达的影响 • 激素与热激蛋白对基因表达的影响 • 其它水平上的表达调控
1. 组蛋白的乙酰化及去乙酰化
1.1. 组蛋白的基本组成：组蛋白是组成核小体的基本成分， 核小体是组成染色质的基本结构单元。
{ } 染色体
DNA
核小体
蛋白质 组蛋白： H1 H2A H2B H3 H4
{非组蛋白
核小体
核小体是由H2A、H2B、H3、H4各两个分子生成的八聚体和由 大约200bpDNA组成的。八聚体在中间，DNA分子盘绕在外， 而H1则在核小体的外面。每个核小体只有一个H1。
不同细胞对cAMP信号途径的反应速度不同： ●在肌肉细胞1秒钟之内可启动糖原降解为葡糖 1-磷酸（图），而抑制糖原的合成 。
cAMP活化糖原磷酸化酶示意图
糖原代谢时，激素与其受体在肌肉细胞外表面相结合，诱发 细胞质cAMP的合成并活化A激酶，后者再将活化磷酸基团 传递给无活性的磷酸化酶激酶，活化糖原磷酸化酶，最终将 糖原磷酸化，进入糖酵解过程并提供ATP。
• 受体分子活化细胞功能的途径主要有两条：
– 一是受体本身或受体结合蛋白具有内源酪氨酸激酶活性， 胞内信号通过酪氨酸激酶途径得到传递；
– 二是配体与细胞表面受体结合，通过G蛋白介异的效应 系统产生介质，活化丝氨酸/苏氨酸或酪氨酸激酶，从 而传递信号。
膜受体(membrane receptor)
存在于细胞质膜上的受体，根据其结构和 转换信号的方式又分为三大类：离子通道受体， G蛋白偶联受体和跨膜蛋白激酶受体。
G protein
细胞表面的受体通 过与其相应配体作 用后，可经不同种 类的G蛋白偶联，分 别发挥不同的生物Baidu Nhomakorabea学效应。
G蛋白的种类和结构：
已发现有40多种，结构相似， 均为异源性三聚体，由α、β、 γ亚基构成.
细胞表面受体与配体分子的高亲和力特异性结 合，能诱导受体蛋白构象变化，使胞外信号顺利 通过质膜进入细胞内，或使受体发生寡聚化而被 激活。