文档介绍：蛋白质磷酸化在生物学中的作用
张严
2013-1-15
1. 定义
2. 分类
3. 功能
4. 检测方法
5. 实验方案设计及结果
定义
定义:蛋白质的磷酸化反应是指通过酶促反应把磷酸基团从一个化合物转移到另一个化合物上的过程,是生物体内存在的一种普遍的调节方式,在细胞信号的传递过程中占有极其重要的地位。逆转过程是由蛋白质磷酸酶催化的,称为蛋白质脱磷酸化。
蛋白质的磷酸化是指由蛋白质激酶催化的把ATP或GTP上γ位的磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程。
蛋白质磷酸化的作用
(1) 在胞内介导胞外信号时具有专一应答特点。与信号传递有关的蛋白激酶类主要受控于胞内信使,如cAMP,Ca2+,DAG(二酰甘油,diacyl glycerol)等,这种共价修饰调节方式显然比变构调节较少受胞内代谢产物的影响。
(2)蛋白质的磷酸化与脱磷酸化控制了细胞内已有的酶"活性"。与酶的重新合成及分解相比,这种方式能对外界刺激做出更迅速的反应。 (3)对外界信号具有级联放大作用; (4)蛋白质的磷酸化与脱磷酸化保证了细胞对外界信号的持续反应。
被磷酸化的主要氨基酸残基:丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸。
蛋白激酶的种类
根据底物蛋白质被磷酸化的氨基酸残基的种类可分为三大类:
(1)为丝氨酸/苏氨酸型。这类蛋白激酶使底物蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化;
(2)为酪氨酸型。被磷酸化的是底物的酪氨酸残基;
(3)是双重底物特异性蛋白激酶(dual-specificity protein kinase),既可使丝氨酸和苏氨酸残基磷酸化又可使酪氨酸残基磷酸化。
根据是否有调节物来分又可分成两大类
信使依赖性蛋白质激酶
非信使依赖型蛋白激酶
cAMP 依赖性蛋白激酶(PKA)
酪蛋白激酶(CKⅠ,Ⅱ)
cGMP依赖性蛋白激酶(PKA)
组蛋白激酶
Ca2+、CaM 依赖性蛋白激酶
糖原合成酶激酶(GSK)
视紫红质蛋白激酶
肾上腺素β受体蛋白激酶
受CAMP调控的A激酶
1. PKA全酶由4个亚基组成(R2C2)包括两个相同的调节亚基(R)和两个相同的催化亚基(C)。
2. C亚基具有催化活性,R亚基具有调节功能,有两个cAMP结合位点。R亚基对C亚基具有抑制作用,所以,R和C聚合后的全酶(R2C2)无催化活性。R亚基与cAMP的结合导致C亚基解离并表现出催化活性。
激素与其受体在肌肉细胞外表面相结合,诱发细胞质cAMP的合成并活化A激酶,再将活化磷酸基团传递给无活性的磷酸化酶激酶,活化糖原磷酸化酶,最终将糖原磷酸化,进入糖酵解并提供ATP。
C激酶与PIP2、IP3和DAG
蛋白激酶C(protein kinase C,PKC)是G蛋白偶联受体系统中的效应物,在非活性状态下是水溶性的,蛋白激酶C的激活是脂依赖性的,需要膜脂DAG 的存在,同时又是Ca2+依赖性的,当DAG在质膜中出现时,胞质溶胶中的蛋白激酶C 被结合到质膜上,然后在Ca2+的作用下被激活。