细胞间信息与调控研究生.ppt

蛋白激酶A的激活机制（演示） 通过G蛋白介导，存在于细胞膜上的PLC?可被激活；而PLC?则是在受体的酪氨酸蛋白激酶催化下，其酪氨酸残基被磷酸化修饰而激活。 PLC激活后，可催化质膜上的磷脂酰肌醇-4,5-双磷酸（PIP2）水解产生两种第二信使，即甘油二酯（DAG）和1,4,,5-三磷酸肌醇（IP3）。 此信号传递途径与cAMP-蛋白激酶A途径类似，即通过激活鸟苷酸环化酶（GC），催化生成第二信使cGMP，再通过激活蛋白激酶G（PKG）而传递信息。 目前已知心房肽（心房利钠因子）是通过此途径传递信号，可引起血管平滑肌的松弛。 NO可激活GC，从而激活该途径。 信息转导途径的组成： 胞外信息分子，包括一部分生长因子和大部分细胞因子； 非催化性受体； JAKs（janus kinases）； 信号转导子和转录激动子（signal transductors and activators of transcription ，STAT）。 细胞表面的受体和细胞核内的转录机制之间存在着物理的分离和距离，细胞外信号通过受体某些蛋白激酶的级联系统的作用，经过多步骤的蛋白质磷酸化，最后改变转录因子的活性，使基因转录激活或阻滞。 MAPK系统 (mitogen-activated protein kinase system)： 是一组酶兼底物的蛋白分子，通常由三种蛋白激酶的级联反应构成，种类较多，包括： MAP激酶激酶激酶(MAPKKK)，如Raf-1激酶。 MAP激酶激酶(MAPKK)，如MEK1/2。 MAP激酶(MAPK)，如ERK1/2。 当受体与激素结合引起受体的二聚发生，进而引起胞内受体酪氨酸残基发生磷酸化 乌苷酸释放因子(sos)，可与SH3结合，促使Ras的GDP换成GTP。 分离 受体型TPK-Ras-MAPK途径 细胞外信号 EGF、PDGF等 具PTK活性的受体 GRB2 P SOS P Ras-GTP P Raf 调节其他蛋白活性 MAPKK MAPK P P P 细胞核 反式作用因子 调控基因表达 细胞膜 二聚化 非受体型TPK 有9个亚族，JAK是一个主要的亚族，还有Fas、SRC等，它们在结构上有特别保守的区域，而这些区域在信号转导中起重要的作用。 转导途径： JAK-STAT途径： 信息转导过程： 细胞因子或生长因子 + R →受体二聚化→JAK → STAT→ 基因转录活性改变 → 细胞生理功能改变。 非受体型TPK常与非催化型受体偶联，在信号转导中起作用，如干扰素、生长激素、白介素、集落刺激因子等细胞外信号分子的受体，它们的胞内域没有酪氨酸蛋白激酶（TPK)活性区，本身缺乏酪氨酸激酶活性，但胞内近膜区有一个富含脯氨酸（Pro）的“Boxl”结构。是JAK的结合位点。当这些受体与配体结合后，可使JAK活化，JAK则可进一步激活与转录相关的调节蛋白，由此影响基因的转录。 干扰素 JAK的结合位点 Pro Pro JAK 转录因子（STAT) 影响基因的转录 干扰素受体 干扰素诱导JAK、STAT复合体核内转移及调节基因转录机制 通过SH2构成复合物 与DNA结合 一般情况下，细胞因子通 过与细胞因子 受体结合而活化JAKs激酶，JAKs活化后激活STATs，活化的STATs进入细胞核中调控基因表达 。 JA Ks-STATs家族由多个成员组成，并可能与其他信号转导通路相互影响，在调节 机体的免疫、 炎症反应过程中发挥着极为重要的作用。 1JAKs和STATs家族及其结构特点 JAKs家族是一种非受体型酪氨酸蛋白激酶(PTK )，其分子质量为120~130 ku，有JAK1、JAK2、JAK3和TYK2等4个成员。 该 家族中的成员由7个 功能域构成，Kanus激酶同源域(JH，JAK homology region)为JAK 激酶同源域，JH1是有PTK催 化活性的激酶功能域； JH1是有PTK（非受体型酪氨酸蛋白激酶）催 化活性的激酶功能域；JH2为激酶样功能域,由于缺乏激酶活化所必需的氨基酸残基而没有激 酶活性，同时是与STATs结合的部位， JAKs与其他的PTK不同，其结构内无Src癌基因同源域(SH)。  STAT是一种DNA结合蛋白，结构中含有SH2、SH3功能域。STATs家族共有7个 成员，即STAT1、 STAT2、STAT3、STAT4、STAT5a、STAT5b和STAT6。该家族成员的功能域中C端的酪氨酸磷酸化(Tyr-P)有助于形成同源或异源二聚体。 STATs形成二聚体 后进入细胞核内与特异的DNA序列及转录因子结合,调节靶基因的转录。  2、JAKs-STATs途径信号转导的基本过程 研究证实：