(1)蛋白激酶A
cAMP作用于cAMP依賴性蛋白激酶(cAMP-dependent Protein Kinase,簡稱為cAPK),亦稱為蛋白激酶A(Protein Kinase A, PKA),目前后一種命名較為公認。cAMP可以作為該激酶的變構(gòu)激活劑,使無活性的蛋白激酶A轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘牡鞍准っ窤(詳見第十一章,圖11-4);罨说牡鞍准っ窤可作用于多種與糖脂代謝相關(guān)的酶類、一些離子通道和某些轉(zhuǎn)導(dǎo)因子,使它們發(fā)生磷酸化并改變其活性狀態(tài)。
(2)蛋白激酶G
細胞內(nèi)的另一種環(huán)核苷酸信使為環(huán)鳥苷酸-cGMP。cGMP作用于cGMP依賴性蛋白激酶-cGMPdependent Protein Kinase, cGPK),亦稱為蛋白激酶G(Protein Kinase G、PKG)。與PKA一樣,PKG是目前較為公認的命名。蛋白激酶G以cGMP作為變構(gòu)效應(yīng)劑,在腦和平滑肌中含量較豐富。1997年,人們發(fā)現(xiàn),PKG的基因突變與果蠅的覓食行為有關(guān)。我們可以推測,PKG很有可能在神經(jīng)系統(tǒng)的信號傳遞過程中具有重要作用。
(3)蛋白激酶C
另外一些重要的細胞內(nèi)信使還包括磷脂酰肌醇的衍生物如DAG、PIP3(三磷酸磷脂酰肌醇)、磷脂酰膽堿的衍生物、鞘磷脂的衍生物以及Ca2+等等。這些小分子信使的一個重要靶分子是蛋白激酶C(Protein Kinase C、PKC)。
PKC有多種同工酶形式,均以希臘字母排列,有PKCα、PKCβI、PKCβⅡ和PKCγ等等。不同的同功酶在結(jié)構(gòu)和組織分布上各有不同,其對輔助因子(包括上述細胞內(nèi)小分子信使)的需求亦有差別,并且對底物有選擇性。
PKC在細胞的生長分化的調(diào)控中及其它多種細胞功能上具有關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)作用,是一類非常重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子。細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的多條途徑都可以導(dǎo)致PKC的活化。已經(jīng)有很多實驗研究證明,PKC的抑制劑可以使細胞失去對生長分化刺激信號的反應(yīng),表明這些功能都依賴于PKC的調(diào)控。例如,肥大細胞的脫顆粒反應(yīng)(釋放出大量組織胺等血管活性物質(zhì))是機體變態(tài)反應(yīng)的重要形式之一。體外實驗表明,如果用PKC抑制劑預(yù)先處理細胞,細胞就不會對刺激信號再發(fā)生脫顆粒反應(yīng)。如果用改變細胞膜通透性的方式使胞內(nèi)的PKC漏出,細胞也會失去發(fā)生脫顆粒反應(yīng)的能力,此時若再加入PKC使之回到細胞中,則又可恢復(fù)細胞的脫顆粒反應(yīng)。其它很多類似的實驗亦表明,細胞的很多其它功能也受到PKC的調(diào)控。
(三)單次跨膜受體及其信號轉(zhuǎn)導(dǎo)
多種生長因子和細胞因子的受體為一類結(jié)構(gòu)上為單次跨膜的糖蛋白。與七次跨膜受體(G蛋白偶聯(lián)型受體)相對應(yīng),將其稱為單次跨膜受體,即它們的跨膜區(qū)僅為單向一次性的,而不像七次跨膜受體那樣有反復(fù)的跨膜區(qū)段。
單次跨膜受體依照其結(jié)構(gòu)特點可進一步分成多個家族和亞家族,其分類見表21-4及圖21-7。
圖21-17 各類單次跨膜受體的代表性舉例
Table21-4 Families of Receptors Activated by Dimerization or Oligomerization
Receptor Type | Family | Examples | Characteristics |
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PDGF receptor | PDGFR-α,PDGFR-βSCFR | Five immunoglobulin-like |
family | (Kit),CSF-R(Fms),Flk-2 | domains extracellularly | |
EGF receptor family | EGFR(ErbB),ErbB2(Neu),ErbB3,ErbB4 | Two cysteine-rich | |
IGF receptor family | insulin R,IGF-1R | domains extracllularly | |
HGF receptor family | HGFR(Met),MSPR(Ron) | Disulphide-bound heteroteramer of a and βchain | |
VEGF receptor family | Flt-1,Flk-1(KDR) | Seven immunolobulin-like domains extracellularly | |
Neurotrophin receptor family | Trk,TrkB,TrkC | ||
Eph receptor family | Eph ,E1k,Eck,Cck5,Sek,Erk | Two FNIII-like domains and a cysteinerichdomain extracellularly | |
|
Class 1 cytokine receptor family | ||
CH receptor subfamily | GHR,EPOR,PRLR,G-CSFR | Form homodimers | |
IL-3 receptor subfamily | IL-3R,GM-CSFR,IL-5R | Form complexes with the cβ subunit | |
IL-6 receptor subfamily | IL-6R,LIFR,CNTFR,IL-11R | Form complexs with gp 130 | |
IL-2receptor subfamily | IL-2R,IL-2Rβ,IL-4R,IL-7R | Form complexes with il-2Rγ | |
IFN-α/βR,IFN-γRα,IFN-γRβIL-10R | |||
TNF receptor family | TNFR-1,TNFR-11MLNGFR,CD40,OX-40,Fas,CD27,CD30 | Form trimers | |
TCR | Complex of α,β,γ,δ,ε,ζandηsubunits | ||
BCR | Complex of IgM and heterodimers ofα/βsubunits | ||
Serine/threonine kinase receptor family | Type Ⅱ receptor family | TGFβR-Ⅱ,ActR-Ⅱ,ActR-ⅡB | Form hetero-oligomers with type Ireceptors,i, e,TGFβ-I,ActR-1,ActR-1B,BMPR-1A,BMPR-1B,ALK-1 |
Receptor families and subfamilies discussed in the text are presented .Abbreviations used: R, receptor; R, receptor; PDGF,platelet-derived growth factor; SCF, stem cell factor; CSF, colony-stimulationg factor; EGF,epidermal growth factor; FGF, fibroblast growth factor; IGF, insulin-like growth factor;HGF, hepatocyte growth factor;MSP,macrophage-stimulating protein;VEGF,vascular endothelial growth factor;FN,fibronectin;GH,growth hormone;EPO,erythropoietin;PRL,prolactin;IL,interleukin;LIF,leukemia inhibitory factor;CNTR,ciliary neurotrophic factore;IFN,interferon;TNF,tumor necrosis factor;Lngfr,low affinity nerve growth factor rcecptor;TCR,T ,cell rcecptor;BCR,B cell rcecptor;receptor;TGFR,transfoming growth factor βAct,activin;BMP,bone morphogenic protein,Alternative desingations are given within parentheses.
單次跨膜受體所介導(dǎo)的信號傳遞與轉(zhuǎn)換過程與G蛋白偶聯(lián)型受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有著很大差別。我們已經(jīng)知道,G蛋白偶聯(lián)型受體所介導(dǎo)的主要是經(jīng)由G蛋白的激活,然后作用于相應(yīng)的效應(yīng)分子,接下來最主要的是導(dǎo)致細胞內(nèi)信使含量及分布的迅速改變從而調(diào)節(jié)靶分子的活性并改變細胞的功能狀態(tài)。單次跨膜受體介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程則主要是蛋白分子的相互作用,并且有蛋白酪氨酸激酶的廣泛參與。對這些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的了解在九十年代中取得了許多重要的進展。為跟蹤和理解這些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程,我們首先需要知道參與這一過程的重要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子和其中的一些特殊結(jié)構(gòu)。