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蛋白激酶

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:        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。        (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         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。          (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。   (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    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。                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。        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;  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。    (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     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(mitogen-activated protein kinase,MAPK)家族    糖原合成酶激酶3(glycogen synthetase kinase 3,GSK3)    CDK样激酶(CDK-like ki

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