医学课件蛋白激酶a（pka）介导的信号通路

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1、蛋白激酶A（PKA）介导的信号通路关键内容蛋白激酶A是由2个调节亚基与2个催化亚基构成的异四聚体.在不同的组织中，PKA可以起着不同的调节作用，如生长、分化和特定基因的表达.在免疫系统中，PKA介导了一个普遍性的抑制性信号，对维持免疫系统的稳定起着重要的作用.PKA通过对Raf-1的磷酸化抑制了Raf-1的激活，从而阻断了Ras/Raf-1/MEK/MAPK信号通路的激活，抑制细胞的增殖.在转录因子的调节方面，PKA可以激活CREB而促进了含CRE基因的转录；但它同时却抑制了NF-kB的活性而介导了

2、细胞因子等表达的抑制40多年前，Sutherland和Rall发现了cAMP以及它作为细胞内“第二信使”的功能.此后在糖原分解的研究中人们发现了蛋白激酶A，它可以被cAMP激活，并能通过Ser残基的磷酸化而激活磷酸化酶激酶，该激酶再使糖原磷酸化酶由无活性的磷酸化酶b型转化为a型［１］，从而催化糖原的分解.随着克隆技术的快速发展，新发现的蛋白激酶及其同工酶以几何级数的速度增长着，对它们的研究也日趋深入.其中，蛋白激酶A是最小、最简单，也是研究最为透彻的蛋白激酶之一.蛋白激酶A的分子结构蛋白激酶A，又名

3、cAMP依赖的蛋白激酶,当cAMP不存在时，PKA以无活性的全酶(holoenzyme)状态存在.PKA的分子是由2个调节亚基和2个C*催化亚基构成的异四聚体，当PKA的调节亚基与cAMP结合时，导致了调节亚基的结构变化而与催化亚基解离产生1个催化亚基二聚体和2个激活的催化亚基单体［２］.其解离反应式可以表示如下：R2C2+4cAMPR2(cAMP)4+2C*(指活化态，对(ⅰ)蛋白激酶A的催化亚基.蛋白激酶A为一类丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶，它的催化亚基可以使特异底物肽段的Ser或Thr残基磷酸化.在

4、哺乳动物中，依据氨基酸顺序的不同，催化亚基主要分为两类同工酶：Cα和Cβ，它们催化的底物具有如下共有序列:X-Arg-Arg-X-Ser-X(X代表任何1个中性氨基酸，Arg在激酶的底物识别中有着重要的作用).PKA的催化亚基含有3个结合部位：Mg-ATP结合部位，催化部位以及底物肽结合部位.Mg-ATP结合部位包括催化亚基氨基端的富甘氨酸环(glycine-richloops)以及Lys72.Lys72位于激酶的催化核心，它的突变导致了蛋白激酶的失活.它在任何一个蛋白激酶中都是保守不变的激酶的催化

5、活性是必须的。羧酸基团在催化过程中起着重要的作用.其中，Asp184和Glu91的去质子化状态起着广义碱的作用，催化底物中Ser/Thr残基的羟基质子解离；另外一些酸性氨基酸残基，如Glu170，Asp328，Glu332等的羟基则可与底物肽保守序列中的碱性氨基酸——精氨酸的胍基相结合，起到识别底物的作用.亲和性标记分析说明，底物肽的识别部位是相当分散的，除了上述部位外，还包括Cys199，Thr197，Glu125,Met127等残基.圆二色性分析表明，底物的结合诱导了激酶构象的改变，在二级结构上

6、产生了α-螺旋结构的减少(49%→31%)并同步发生β-折叠结构的增加(20%→49%).同时，Mg-ATP与催化亚基的结合也增强了激酶与底物肽的结合.(ⅱ)蛋白激酶A的调节亚基.调节亚基通过与催化亚基解离与结合以调节其活性.依据其氨基酸顺序的差异，调节亚基可以分为类型Ⅰ(RⅠ)和类型Ⅱ(RⅡ).在功能上，两者也存在着差异：RⅡ含有1个磷酸化的部位；RⅠ不含磷酸化部位，但含有一个高亲和性的Mg-ATP结合部位，它们都位于调节亚基的激酶抑制部位中.根据调节亚基的差异，PKA分为2个亚类：PKAⅠ与PK

7、AⅡ.每个调节亚基都含有2个高亲和性的cAMP结合部位：A和B，位于肽段的羧基端.这2个cAMP结合部位都与蛋白激酶A全酶的解聚以及激活有关，而且cAMP的结合与全酶的激活呈强的正协同效应.首先，cAMP与B部位的结合改变了调节亚基的构象，从而使A部位更易于结合cAMP.A部位与cAMP的结合则令调节亚基的绞链区包括激酶抑制区域同催化亚基解离，从而释放出2个活化的催化亚基.活化的PKA催化亚基可以通过胞内的转位而接近不同的底物蛋白.在胞浆中，PKA可以通过调节Raf-1/MAPK的活性而传递信号入核

8、；催化亚基还可以直接转位进入核内，调节一些转录因子的活性，如CREB家族.PKA通过对底物蛋白激酶或转录因子的磷酸化反应，调节基因的转录或翻译，从而介导细胞对外界刺激的反应.腺苷酸环化酶的激活和cAMP的产生G蛋白和腺苷酸环化酶(ACase)的活化腺苷酸环化酶的磷酸化抑制与脱敏cAMP在胞内水平的调节胞外配基(如激素、核苷酸、炎症因子等)与腺苷酸环化酶偶联的膜受体相结合，通过激活性GTP-结合蛋白(Gs)的介导，诱导了腺苷酸环化酶的活化.ACase通过水解ATP产生环