IP3、DAG与信号转导.ppt

第七章 IP3、DAG与信号转导 【目的要求】 1．掌握IP3/Ca2+和DAG/PKC信号传递途径的基本过程；PLC水解膜上肌醇磷脂产生IP3和DAG；DAG激活PKC信号途径。 2．熟悉IP3激活Ca2+信号途径。 一、IP3和DAG双信使途径　 　　 　双信使途径介导许多重要的生物过程： 　　　如受精、感光、细胞增殖、分泌、神经活动、血小板聚集、平滑肌收缩等。 　　　偶联肌醇磷脂水解的受体有多种。 　　 二、肌醇磷脂信号分子的产生与灭活　 　 　 （一）肌醇磷脂的酶解作用 　　　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　　 　 （二）IP3的灭活 　 　 （三）DAG的降解 　 三、IP3/Ca2+和DAG/PKC信号传递途径　 双信使途径的基本过程： 　　　　　 　　 　 （一） PLC水解膜上肌醇磷脂产生IP3和DAG 　 　　　 　 　 　 　 　 　　　　 　 （二）IP3 激活 Ca2+ 信号途径 　　　　 　 　　　 　 　　　　 　 　　　IP3受体为四聚体。每个亚基含有三个结构域： 　　　 　　　 　　　 　 　　 　 　影响IP3R钙通道活性的因素： 　　　Ca2＋ 　　　　　促进开放：巯基试剂、ATP 　　　抑制开放：肝素、 Mg2＋与H＋ 　　　被PKA磷酸化后对IP3敏感性下降 　 　 1. 钙库 　　肌细胞－－肌质网系统(SR) 　　非肌细胞－－内质网(ER) 　　钙库具备： 　　　　高浓度的钙 　　　　高容量低亲和力的钙结合蛋白 　　　　ATP酶系统 　　　　钙释放受体通道 　 （1） Ca2＋结合蛋白 　　①EF手（EF hand）型蛋白：CaM、肌钙蛋白C、肌球蛋白轻链、视锥蛋白、钙视网膜蛋白等。 　　 　 　　② Ca2＋/磷脂结合蛋白： 　　　是一种可结合磷脂的Ca2＋结合蛋白，与磷脂的结合可以使其Ca2＋亲和性和酶活性增加。 　　　如膜联蛋白族和C2区结构蛋白。 　 膜联蛋白族 　　　介导膜融合、促进细胞分泌、控制激素与递质释放、抑制PLA2与PKC的活性、参与细胞增殖与分化。　　 　 C2区结构蛋白 　　　C2区名称源于cPKC的Ca2＋/磷脂结合域，含有C2区的蛋白称为C2蛋白。 　　　PKC、PLA2、PLC、GAP、突触结合蛋白等都属于C2蛋白。 　　　它们具有Ca2＋依赖性转位，并可与细胞内活化的PKC受体（receptors for activated PKC，RACK）结合。　　 　 　　③ Ca2＋储存蛋白： 　　包括肌集钙蛋白（calsequestrin，CSQ）、钙卫蛋白（calprotectin）、类肌集钙蛋白（calsequestrin-like protein，CLP）等，具有高Ca2＋结合容量和低Ca2＋亲和性。 　 （2） Ca2＋释放通道受体 　　　有Ryanodine受体（RyR）和IP3受体。 　　　　　 　 　　Ca2＋对于IP3受体和RyR受体具有双向作用。 　　　钙波：胞内钙库反复通过正反馈效应机制周期性地释放钙， Ca2＋升高以螺旋形式向全细胞扩散。 　　 　 　　 　 　 Ca2＋波 　　 　　 　 2. Ca2＋的信号传递 　　　依靠细胞内外的Ca2＋浓度差，有时间和空间两种传递形式： 　　　空间形式，亦称Ca2＋波； 　　　时间形式，称为Ca2＋振荡，是Ca2＋周期性瞬变，以频率编码外来刺激的信息。　　 　 3. Ca2＋平衡的维持 　　 　　 　 　　　　 　 （1） 质膜钙泵(Ca2＋-ATP酶) 　　　依赖ATP将胞内的Ca2＋排到胞外。 　　　主要受CaM、酸性磷脂和激酶介导的磷酸化所调控。　 　　 　 （2） Na＋/Ca2＋交换 　　　Na＋/Ca2＋交换的能量来源于Na＋的电化学梯度与膜电位，主要受胞内外Ca2＋和Na＋的浓度以及ATP的支配。 　　 　 （3） 胞内钙库Ca2＋-ATP酶 　　　有多种异构体，并具组织特异性，统称为内质网钙泵（SERCA）。 　　　能被PKA和CaMK活化。 　　 　 　　　 　 （三） DAG激活PKC信号途径 　　　　　　 　　活化的PKC可使多种蛋白质磷酸化： 激活AC，调节cAMP的浓度； 对基因转录激活调节： 　　磷酸化AP-1家族； 　　磷酸化转录因子抑制物。 　　 　　PKC参与调节的主要细胞效应： 对膜离子转运功能的调节； 对膜受体功能的调节； 参与生物活性物质的合成与分泌； 参与糖代谢的调节； 对转录过程的调节。 四、双信使途径之间的相互作用　 　　　在大多数情况下，DAG/PKC 通路和 IP3/Ca2+通路相互协同起作用。如血小板活化、平滑肌收缩、基因表达调控、细胞增殖等生理活动都需要两条通路的