阐明蛋白激酶A的结构与功能

1、阐明蛋白激酶A的结构与功能。

R亚基：

I 类(RI)：RI 49 kD ，RIα、RIβII 类(RII)：RII 55 kD ，RIIα、RIIβ

C亚基：Cα、Cβ、Cγ，40 kD PKA全酶：R2C2180 kD

1. C亚基的结构特点：

①N-端有一个ATP结合区，富含甘氨酸序列: GXGXXGX16K

在Lys72和Glu91形成离子对

②Ala 70与腺苷酸的识别有关

③催化中心位于分子中部，具有结合多肽底物和催化磷酸基团转移的作用

④R165DLK168PEN171氨基酸残基构成一个环，其中D166(Asp)是磷酸基团转移的基础。

⑤K168(Lys)具有稳定中间态和降低活化能的作用

⑥Asp184是金属离子结合位点

2. R亚基的结构特点：

①R亚基分为3个结构域

②N端是二聚化结构域，负责和另一个R亚基的聚合

③C端有两个cAMP结构域，分为A、B结构域。A结构域结合cAMP较慢、B结构域

是优先结合cAMP的位点

④在二聚化结构域和cAMP结构域之间为：假底物模体(在RI) 或真底物模体(在RII)，

其氨基酸组成：RRNAIH (RI) / RRVSVC (RII)

四、PKA功能：

⑤C亚基具有催化活性，它识别底物为RRXS/T 和RXS/T，在接受磷酸基团S/T的羧基

端的氨基酸为蔬水氨基酸。在测定PKA活性时，肝丙酮酸激酶的底物：肯普肽

(kemptide) , LRRASLG是很好的底物，若七肽的S改为A，则转变为抑制剂。

⑥R亚基是cAMP结合的靶蛋白，在PKA的四聚体中，它作为“假底物”而抑制C亚

基发挥催化作用,只有当cAMP结合R亚基后，解离状态的C亚基才有催化作用

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⑦PKA全酶分子是由四个亚基组成的四聚体, 其中两个是调节亚基

(regulatory subunit, 简称R 亚基)，另两个是催化亚基(catalytic subunit, 简称 C 亚基)。R亚基的相对分子质量为49～55kDa, C亚基的相对分子质量为40kDa,总相对分子质量约为180kDa；全酶没有活性。在大多数哺乳类细胞中, 至少有两类蛋白激酶A, 一类存在于胞质溶胶, 另一类结合在质膜、核膜和微管上。

⑧激酶是激发底物磷酸化的酶,所以蛋白激酶A的功能是将ATP上的磷

酸基团转移到特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基上进行磷酸化, 被蛋白激酶磷酸化了的蛋白质可以调节靶蛋白的活性。

⑨一般认为, 真核细胞内几乎所有的cAMP的作用都是通过活化PKA,

从而使其底物蛋白发生磷酸化而实现的。

⑩蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组成（图8-15），在没有cAMP时，以钝化复合体形式存在。cAMP 与调节亚基结合，改变调节亚基构象，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基。活化的蛋白激酶A催化亚基可使细胞内某些蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，于是改变这些蛋白的活性，进一步影响到相关基因的表达。

2、蛋白激酶B的激活机理与在信号传导中的作用？

在细胞膜上，PI-3k 的产物PI-3,4-P2或PI-3,4,5-P3结合PKB的PH结构域，使PKB向膜转位或二聚化，从而被PKB激酶磷酸化。PI-3,4,5-P3还有底物第二信使作用，能别构激活PKB激酶PKBK,使PKB发生Thr308磷酸化,从而发生部分活化. PKB激酶(PDK-2)能特异磷酸化Ser473,完全活化PKB

PKB的功能：

在体外，PKB可以磷酸化合成肽: RXRYZ(S/T)(Hy)

在体内:

磷酸化糖原合成酶激酶3－糖原合成增加

葡萄糖的吸收

核糖体蛋白S6激酶(p70S6k)－有关蛋白质生物合成

细胞的存活、增殖

细胞分化

细胞周期的调节

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3、CaM-PK的结构特点与激活过程？

CaM-PK有5个亚型，II了解较清楚，能催化突触蛋白I的位点II磷酸化（CaM-PK II）。由8－10个亚基组成，每个亚基50-60 kd,有5种不同型号亚基：α、β、β'、γ、δ等。

CaM-PK II的各种亚基相似，由4个结构域组成

1.激酶域：

2.自抑制域：

3.钙调蛋白结合域：

4.聚合域：

•自抑制域和激酶域结合使酶无活力

①Ca2+ / CaM与酶的CaM结合域结合使酶变构,自抑制域脱离激酶域，从而使酶活

化。

②活化酶Thr286自身磷酸化而成Ca2+不依赖型.

③Ca2+不依赖型的酶因Thr286磷酸化而有活力.

4、阐明丝裂原激活蛋白激酶3个家族的成员与在信号流中的作用？

丝裂原激活蛋白激酶

mitogen-activation protein kinase;MAP kinase;MAPK

MAP激酶

细胞受激发后因发生磷酸化而被激活的一类丝氨酸苏氨酸蛋白激酶，包括Erk、Jnk和p38，可使某些关键性转录因子发生磷酸化而诱导新基因的表达。

第六节、丝裂原激活蛋白激酶家族

Mitogen-activated protein kinase 简写：MAPK)

Ser/Thr蛋白激酶；三个亚家族：

1.胞外应答激酶：Extracellularly - responsive kinase （ERK)

2.c-Jun 氨基末端激酶：c-Jun N-terminal kinase (JNK)

3.p38-丝裂原激活蛋白激酶(p38-MAPKs)

MAPK的活化特点：要经过级联激活系统：

MAPKKK MAPKK MAPK

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