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1、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。cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基，激活蛋白激酶A的活性。,环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase, PDE）：降解cAMP生成5-AMP，起终止信号的作用。,Degredation of cAMP,cAMP通路组分及其分析,Gs调节模型: 激素与Rs结合，Rs构象改变，与Gs结合，Gs的亚基排斥GDP，结合GTP而活化，Gs解离出和。 亚基活化腺苷酸环化酶，将ATP转化为cAMP。 亚基复合物也可直接激活某些胞内靶分子。 霍乱毒素具有ADP核糖转移
2、酶活性，能催化ADP核糖基共价结合到Gs的亚基上，使亚基丧失GTP酶的活性，处于持续活化状态。导致霍乱病患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。,Gs调节模型:,Gi调节模型与GDP结合失活，与GTP结合激活。通过亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性；通过亚基复合物与游离Gs的亚基结合，阻断Gs的亚基对腺苷酸环化酶的活化。 百日咳毒素抑制的活性。催化Gi的亚基ADP核糖基化，降低了GTP与Gi的亚基结合的水平。,cAMP信号途径可表示为： 激素 G蛋白耦联受体G蛋白腺苷酸环化酶cAMP依赖cAMP的蛋白激酶A基因调控蛋白磷酸化基因转录。 不同细胞对cAMP信号途径的反应速度不同：
3、 在肌肉细胞，1秒钟内可启动糖原降解为葡糖1-磷酸，而抑制糖原合成。 在某些分泌细胞，需要几个小时， 激活的PKA 进入细胞核，将CRE （cAMP response element ）结合蛋白磷酸化，调节相关基因的表达。CRE是DNA上的调节区域。,Glycogen breakdown in skeletal muscle,图8-18 cAMP信号与糖原降解,cAMP activate protein kinase A, which phosphorylate CREB（CRE binding protein ）protein and initiate gene transcription.
4、 CRE is cAMP response element in DNA.,cAMP信号与基因表达,cAMP通路对基因的激活,胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC-），使质膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（diacylglycerol, DAG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为“双信使系统”（double messenger system）。 IP3开启胞内IP3门控钙通道，Ca2+浓度升高，激活钙调蛋白。 DG结合于质膜上，可活化与质膜结合的蛋白激酶C（Protein Kina
5、se C，PKC）。PKC以非活性形式分布于细胞溶质中，当细胞接受刺激，产生IP3，使Ca2+浓度升高，PKC便转位到质膜内表面，被DG活化，PKC可以使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化使不同的细胞产生不同的反应，如细胞分泌、肌肉收缩、细胞增殖和分化等。DG的作用可用佛波醇酯（phorbol ester）模拟。,2、磷脂酰肌醇途径,PIP2 Hydrolysis, “双信使系统”反应链：胞外信号分子G-蛋白偶联受体G-蛋白IP3胞内Ca2+浓度升高Ca2+结合蛋白(CaM)细胞反应磷脂酶C(PLC)DG激活PKC蛋白磷酸化或促Na+/H+交换使胞内pH,Double Messenger sys
6、tem,IP3-Ca2+ pathway and DG-PKC pathway,Elevation of cytosolic Ca2+ via the IP signaling pathway,SignalsGPLR GP PLC IP3 and DAG (twin signals). IP3 IP3 receptor(Ca2+ channel, located at the surface of sER) Elevation of cytosolic Ca2+; DAG activates PKC to phosphoralate Ser and Thr on target proteins
7、. Calcium binds to calcium-binding proteins(CaM) which affects other proteins.,图 IP3和DG的作用,D. The pathway through phospholipase C results in a rise in intracellular Ca+,钙调蛋白（calmodulin，CaM）：由单一肽链构成，具有四个钙离子结合部位。结合钙离子发生构象改变，可激活钙调素依赖性激酶（CaM-Kinase）。细胞对Ca2+的反应取决于细胞内钙结合蛋白和钙调素依赖性激酶的种类。 蛋白激酶C：位于细胞质，Ca2+浓度升
8、高时，PKC转位到质膜内表面，被DG活化，PKC属蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶。 IP3信号的终止：是通过去磷酸化形成IP2、或磷酸化为IP4 。Ca2+被质膜上的钙泵和Na+- Ca2+交换器抽出细胞，或被内质网膜上的钙泵抽回内质网。 DG通过两种途径终止其信使作用：-被DG激酶磷酸化成为磷脂酸，进入磷脂酰肌醇循环；-被DG酯酶水解成单酯酰甘油。DG代谢周期很短，不能长期维持PKC活性，而细胞增殖或分化行为的变化又要求PKC长期活性所产生的效应。现发现另一种DG生成途径，即由磷脂酶催化质膜上的磷脂酰胆碱断裂产生的DG，用来维持PKC的长期效应。,Structure of CaM, a cytoso
9、lic protein of 148 amino acids that bind Ca2+ ions,Regulating calcium concentrations in plant cellsCytosolic calcium changes in response to several stimuli, including light, pressure, gravity, and hormones. Calcium signaling aids in decreasing turgor pressure in guard cells.,Ca2+/CaM dep. protein ki
10、nase (CaM-kinase) mediate many of the actions of Ca2+ in animal cells.,The functions of increase the levels of cytosolic calcium-CaM : start-up embryo development after the fecundation. excitating contract of muscle cells; excitating secretion of endocrine and nerve cells.,血清应答因子,血清应答元件,基因调控蛋白,基因调控蛋白,分为两种情况： 本身具有激酶活性，如肽类生长因子（EGF，PDGF，CSF等）等的受体； 本身没有酶活性，但可以连接非受体酪氨酸激酶，如细胞因子受体超家族。 已知六类：受体酪氨酸激酶；受体丝氨酸/苏氨酸激酶；受体酪氨酸磷脂酶； 酪氨酸激酶连接的受体； 受体鸟苷酸环化酶； 组氨酸激酶连接的受体（与细菌的趋化性有关）。,（三）酶耦联型受体（enzyme linked receptor）,酶偶联型受体的共同点：单次跨膜蛋白；接受配体后发生二聚化，二聚体内彼此相互磷酸化胞内段酪氨酸残基，发生自磷酸化起动下游信号转导。,
