第8讲 DNA或蛋白质的化学修饰与基因
化学生物学中的蛋白质合成与修饰
化学生物学中的蛋白质合成与修饰蛋白质是生物体内最重要的大分子物质之一，参与了生物体内几乎所有的生命过程。
蛋白质的合成与修饰是化学生物学领域的一个重要研究课题。
本文将从蛋白质合成的基本过程入手，探讨蛋白质的合成和修饰在生物学中的重要作用。
一、蛋白质合成的基本过程蛋白质合成是指将氨基酸按照特定的序列连接起来形成多肽链的过程。
蛋白质的合成主要通过翻译过程完成，包括三个主要步骤：转录、转运和翻译。
1. 转录转录是指将DNA模板转录成RNA的过程。
在细胞质中，核糖体RNA（rRNA）和转移RNA（tRNA）起着重要的作用。
在核内，DNA的两条链解旋，其中一个链作为模板合成RNA。
通过与氨基酸配对，RNA链合成一条辅助的RNA链，称为mRNA（信使RNA）。
mRNA包含了氨基酸顺序的编码信息。
2. 转运转运是指将mRNA分子从细胞核转移到细胞质的过程。
mRNA通过核孔复合体运输到细胞质，并在细胞质中定位到核糖体上。
3. 翻译翻译是指通过核糖体将mRNA上的信息转化成氨基酸序列的过程。
翻译过程中，mRNA的信息通过转移RNA（tRNA）上的三个碱基序列（编码子）被翻译成相应的氨基酸。
tRNA携带相应的氨基酸，通过与mRNA的编码子配对，使氨基酸按照指定的顺序连接起来，最终形成多肽链或蛋白质。
二、蛋白质修饰的重要作用蛋白质合成完成后，往往还需要经过多种修饰过程才能发挥其生物学功能。
蛋白质修饰是指通过化学反应在蛋白质分子上加上一些功能团或改变其磷酸化状态、甲基化状态等方式，以改变蛋白质的物理化学性质和功能。
1. 磷酸化修饰磷酸化修饰是蛋白质最常见的一种修饰方式。
通过磷酸化修饰可以改变蛋白质的电荷性质和空间构象，进而调控蛋白质的功能。
蛋白质的磷酸化修饰通常由激酶和磷酸酶等酶催化完成。
2. 甲基化修饰甲基化修饰是指在蛋白质上加上一个甲基团，常常通过甲基转移酶催化完成。
甲基化修饰可以影响蛋白质的稳定性、DNA结合能力和互作能力，对基因表达和细胞生命活动起着重要的调节作用。
DNA修饰与遗传信息解读
DNA修饰与遗传信息解读随着科技的发展，我们发现了越来越多的细胞内的复杂过程。
DNA修饰是一种复杂而重要的基因调控方式。
这种修饰可以影响染色体形态，改变DNA表达，影响基因转录，从而影响细胞功能和特性。
本文将探讨DNA修饰是什么以及如何影响基因表达。
DNA修饰是什么？DNA修饰是指化学修饰物选择性地添加到DNA分子上，以改变DNA的生物物理特性、结构和功能，最终影响基因表达。
这些化学修饰可以是在DNA序列中的碱基上，也可以是DNA序列的延伸链上。
DNA可以被转录为RNA，这需要一定的信号和调控，其中有一种信号就是来自于DNA修饰。
DNA修饰是一种遗传变异，伴随着儿茶酚胺和甲基基团的加入/去除而发生。
DNA修饰的类型有很多种，例如：甲基化、羟甲基化、磷酸化、脱胞核醣核酸甲基化等等。
这些不同的修饰方式起到了不同的作用，有些能够抑制基因的转录，而有些则会促进基因的转录。
这种DNA修饰可以继承到新的细胞，也可以在细胞分裂过程中被重建。
DNA修饰的影响据科学家的研究显示，DNA修饰可以影响细胞功能和特性。
例如，DNA甲基化（添加DNA甲基基团）是可能在转录起始区域阻碍稳定的转录因子结合，进而抑制基因转录的一种形式。
这种抑制的结果会导致某些基因的表达降低或消失，而哪些基因会被表达则可能受到DNA甲基化状态的影响。
此外，DNA修饰还可以影响染色体的结构和稳定性。
许多专家认为，这类修饰可能可以影响基因的可访问性，这样就能够影响基因转录的特定步骤。
在一些心理障碍和慢性疾病中，这些变化可能会导致某些基因被特异性地激活和抑制。
例如，在适应氧气短缺的人群中，一种被发现的血管扩张物质的DNA甲基化程度较低，因此这个群体的血管扩张能力更强，而在肺癌细胞中，甲基化的变化可能导致细胞周期的改变，从而妨碍细胞正常生长。
DNA修饰的研究区域也是十分广泛的。
因为它与某些突变、意外效应和疾病有关，所以科学家正在探索它与某些疾病之间的关联。
DNA或蛋白质的化学修饰与基因表达
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已经发现在人体内有多达2000个左右的蛋白质 激酶和1000个左右的蛋白质磷酸酶基因。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， 其逆转过程是由蛋白质磷酸酶催化的，称为蛋白质 脱磷酸化。
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2. 真核细胞主要跨膜信号转导途径
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3. 蛋白激酶的种类与功能
▪ 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： 第一类为丝氨酸/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 第二类为酪氨酸型。被磷酸化的是底物的 酪氨酸残基。 第三类是"双重底物特异性蛋白激酶（dualspecificity 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。
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与不含甲基化的染色质相比，甲基化后 染色质对于核酸酶或限制性内切酶的敏感 度下降，更容易与组蛋白H1相结合，说明 甲基化与非甲基化DNA在构象上有差异。 已经分离纯化了数个与甲基化DNA特异结 合的蛋白质。MeCP1可以与至少12个对称 的甲基化CpG结合，而MeCP2仅同单个甲 基化的CpG序列结合。
蛋白质合成与修饰
蛋白质合成与修饰蛋白质是生命的基石，它们在细胞中承担着各种重要的功能。
蛋白质的合成与修饰是维持生命活动的核心过程之一。
本文将介绍蛋白质合成的过程以及蛋白质修饰的重要性。
一、蛋白质合成过程蛋白质合成是细胞内的一个复杂过程，包括转录和翻译两个关键步骤。
1. 转录转录是指在细胞核中，DNA转录为mRNA的过程。
具体来说，转录是由RNA聚合酶在DNA模板上合成一条mRNA链的过程。
转录的目的是将DNA上的遗传信息转录出来，供下一步的翻译使用。
2. 翻译翻译是指在细胞质中，mRNA上的遗传信息被翻译成蛋白质的过程。
翻译由核糖体进行，它通过读取mRNA上的密码子，将氨基酸按照遗传密码翻译出来，形成多肽链。
最终，多肽链会经过进一步的折叠和修饰，形成功能完整的蛋白质。
二、蛋白质修饰的重要性蛋白质修饰是指蛋白质在合成完成后，经过一系列的化学修饰调节，从而发挥其功能的过程。
蛋白质修饰对于生命活动起着至关重要的作用。
1. 磷酸化修饰磷酸化是一种常见的蛋白质修饰方式，通过在蛋白质中加上磷酸基团，可以改变蛋白质的结构和功能。
磷酸化修饰参与了细胞信号传导、细胞周期调控以及蛋白质激活等过程。
2. 乙酰化修饰乙酰化修饰是通过在蛋白质上加上乙酰基团，调控蛋白质的结构和功能。
乙酰化修饰在细胞核糖体的组装、DNA修复以及基因表达等方面起着重要作用。
3. 糖基化修饰糖基化是一种将糖基团连接到蛋白质上的修饰方式。
糖基化修饰不仅可以改变蛋白质的物理化学性质，还参与了识别和降解过程。
例如，糖基化参与了抗体的产生过程。
4. 脂肪酰化修饰脂肪酰化修饰是指在蛋白质上加上脂肪酸基团，调控蛋白质的定位和功能。
脂肪酰化修饰在细胞膜的组装、信号转导以及蛋白质-脂质相互作用中起重要作用。
蛋白质修饰的多样性和复杂性为生物体提供了更加多样丰富的功能。
三、蛋白质合成与修饰的调控机制蛋白质合成和修饰是受到细胞内多种调控机制的精确控制的。
1. 转录水平的调控在蛋白质合成过程中，转录水平的调控是重要的一环。
DNA修饰与基因表达调节
DNA修饰与基因表达调节随着基因组学和生物技术的发展，人们对DNA修饰和基因表达调节的研究逐渐深入。
DNA修饰是指DNA分子上的化学修饰，包括甲基化、脱甲基化、磷酸化等多种形式。
这些修饰可以影响基因表达，从而调节生物体的生长、发育、代谢等生理功能。
甲基化是DNA最常见的一种修饰方式。
通过在嘌呤或胞嘧啶的环氧基上附加一个甲基基团，可以改变DNA的结构和电荷性质，影响DNA的二级结构和DNA-蛋白质相互作用。
甲基化的主要作用是调节基因表达，即促进某些基因的表达或抑制某些基因的表达。
比如，在胚胎发育的早期阶段，大量基因被启动，发生了高度的甲基化，使得这些基因处于沉默状态。
而在胚胎发育的后期阶段，这些基因逐渐解除甲基化，从而被激活。
脱甲基化是对甲基化的反应。
它可以通过DNA脱甲基化酶来实现，将DNA分子上的甲基基团去除，从而降低DNAmethylation水平。
脱甲基化的过程与甲基化相反，可以激活被甲基化的基因，引起基因表达的变化。
除此之外，DNA还可以通过磷酸化等其他形式的化学修饰来调节基因表达。
磷酸化是一种典型的转移酶催化反应，可以在DNA分子上附上磷酸基团，从而改变DNA的电荷性质，调节DNA-蛋白质相互作用。
不同的磷酸化状态对基因表达有不同的影响，磷酸化通常会促进基因的激活，从而增加某些特定蛋白质的合成。
DNA修饰与基因表达调节的研究已经成为生物医学领域研究的热点之一。
《科学》杂志刊登的一篇文章指出，DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA是调节基因表达的主要因素之一。
因此，在癌症、心血管疾病、神经系统疾病等领域的研究中，DNA修饰和基因表达调节都是关键的研究方向。
当前，DNA修饰和基因表达调节方面的研究虽然已取得了很大进展，但仍存在一些问题需要解决。
例如，如何解释基因表达的动态变化，特别是在不同组织和细胞类型之间的差异？如何寻找和鉴定新的DNA修饰方式，以及这些修饰对基因表达的影响是什么？这些问题需要更深入的研究和更先进的技术手段才能够解决。
生物学中的DNA修饰
生物学中的DNA修饰当我们谈论基因组学时，我们通常会关注基因的序列——这些被链接在一起的碱基对，构成了人类DNA的结构。
但是，我们更少谈及一个大约占据DNA空间的化学修饰:DNA甲基化和DNA 羟甲基化。
这些化学修饰对DNA的读取和复制具有重要影响。
DNA甲基化是一种常见的化学修饰，在DNA链的胞嘧啶碱基（C）上添加甲基基团。
它发生在基因组中大部分的CpG位点上（即排列在DNA中靠近彼此的胞嘧啶和鸟嘌呤碱基的序列）。
甲基化是一种重要的遗传信息储存方式，它确保基因组的稳定性和传递性。
将基因组与精子和卵子中的DNA做比较，可以发现它们在CpG位点上甲基化程度的巨大差异，这是由于甲基化程度的遗传因素导致的。
甲基化通过招募特定的蛋白质参与到基因表达和修饰中，因此直接影响到基因表达的调控。
然而，这还不是全部。
类似于DNA甲基化，DNA羟甲基化也是一种在胞嘧啶碱基C位点上的化学修饰，但是却包含了羟基基团。
羟甲基化常常被认为是DNA启动子区域上某些基因表达的活性调节者。
羟甲基化程度的不同也会导致不同基因的表达出现调整，但并不关联基因表达的全局变化。
虽然DNA甲基化在基因表达和遗传学中扮演了重要角色，这种修饰是可以被突变和失活的。
在某些情况下，DNA甲基化程度缺乏稳定性，迅速发生变化，导致敏感生理过程受到影响。
研究甲基化和羟甲基化调节DNA表达的过程是当前生物学研究的热点之一，因为这些过程能够表述基于遗传信息表达的非编码RNA的调控。
随着时间推移，生物学家们开始将更多的关注集中于如何测量DNA中这些化学修饰的丰度，并分析在不同生理环境下它们的变化规律。
一些现代细胞生物学技术使得这类研究变得更易于操作：例如，因为一些基础性化学蓝打标技术（BSA-seq）现在能更大范围的进行高通量测定DNA甲基化。
另外，获取羟甲基化水平测量数据已经过去只能通过处理细胞的细胞核酸，现在生物学家们也有了一些基于单双链糖酸测定的手段，它们能够区分PCR扩增和细胞的混杂度，大幅度降低了这类水平测量的误差。
DNA上的修饰及其在基因表达中的作用
DNA上的修饰及其在基因表达中的作用DNA是生命的基础，是所有生命活动的遗传信息传递和存储的载体。
但是一条DNA链并不是一个静态的结构，它会被多种生物分子所修饰。
这些修饰以多态化的方式影响了基因表达，对生命活动起着至关重要的作用。
一、DNA上的修饰DNA修饰通常包括化学修饰和结构修饰两种形式。
其中，化学修饰主要包括DNA甲基化、DNA磷酸化、DNA乙酰化、DNA羟甲基化、DNA鲍曼碱化等多种类型；而结构修饰则涉及DNA拓扑结构的变化，包括超螺旋和局部变形等。
其中，DNA甲基化是其中比较常见的一种修饰形式。
它是一类加在DNA分子上的甲基化合物，能够改变DNA的平面结构。
DNA甲基化主要影响基因表达，其中靶点多与生长、分化、凋亡和免疫反应等过程相关。
此外，还有一类DNA羟甲基化，它可以促进DNA脱开甲基丙烯酸，在某些细胞类型中与DNA甲基化相互影响。
二、DNA修饰在基因表达中的作用基因表达是指基因产生RNA或蛋白质的过程。
不同区域的DNA修饰对基因表达起着不同的影响。
1. DNA甲基化DNA甲基化是一种基因沉默的机制。
实验证明，在一些精神障碍疾病中，如抑郁症等就存在DNA甲基化增加的现象。
这是因为DNA甲基化会导致某些基因启动子被传递给下一代的同时被抑制，在某个时间点上产生影响，这时候疾病的发生就不可避免了。
此外，DNA甲基化对一些肿瘤的发展也有着积极的影响，如DNA甲基化对小肠癌治疗中的接受者也起着关键的作用。
2. DNA羟甲基化DNA羟甲基化则是影响基因表达的另一种机制。
该机制并不像DNA甲基化直接沉默一些基因，而是通过改变DNA的特性来调节基因表达。
最近，研究人员还发现，羟甲基化也可以促进神经元的生成，且羟甲基化在现代化大脑进化中发挥着重要的作用。
3. DNA磷酸化DNA磷酸化常见于细胞分裂中，患有某些细胞周期失调性的肿瘤患者中常见有DNA磷酸化的情况，因此DNA磷酸化在疾病治疗中也有其重要性。
DNA修饰与蛋白质表达
DNA修饰与蛋白质表达DNA修饰是指DNA分子内部化学基团的改变，改变后的DNA分子可以影响基因的表达，从而影响蛋白质的生成。
DNA的化学修饰通常通过甲基化和磷酸化等方式实现。
这些修饰可以调节基因表达以及染色质的建构，从而影响蛋白质的表达。
下面将就DNA修饰对蛋白质表达的影响进行讨论。
1. DNA甲基化DNA甲基化是常见的DNA修饰方式，它通过在DNA分子中添加甲基基团来实现。
DNA甲基化可以抑制基因表达，从而影响蛋白质的生成。
这是因为DNA甲基化可以使得某些基因区域难以被转录因子和其他调节蛋白所识别或者绑定，从而阻止基因的表达。
此外，DNA甲基化还会影响染色质的状态，进而影响染色体的空间构象和稳定性，这也会对蛋白质的表达产生影响。
2. DNA磷酸化DNA磷酸化是另一种常见的DNA修饰方式。
磷酸化发生在DNA分子的脱氧核糖骨架上的磷酸酯键上。
这种修饰方式与DNA甲基化相比，表现出更多的复杂性。
因为不同的DNA磷酸化可以有不同的功能，有些可以促进基因表达，而有些则可以抑制基因表达，这取决于磷酸化的位置和方式。
相比于DNA甲基化，DNA磷酸化更多地涉及到信号传导和细胞周期调节等方面，因此对蛋白质的表达影响可能更加复杂。
3. DNA羟甲基化DNA羟甲基化是一种相对较新的DNA修饰方式，它是指在DNA 分子中添加羟甲基基团。
羟甲基是甲基的前体，它可以通过DNA活性氧和DNA碱基的氧化反应来实现。
虽然DNA羟甲基化的生理功能尚不完全清楚，但已知其可以与DNA甲基化相互作用，并且可能通过更直接的方式来影响基因表达。
DNA羟甲基化在脑发育和神经退行性疾病等方面表现出特别的生理意义。
结论从上述讨论中可以看出，DNA修饰与蛋白质表达之间具有相互作用的关系。
不同的DNA修饰方式可以对基因表达产生不同的影响，从而影响蛋白质的生成。
为了更好地理解这种关系，需要进一步了解DNA修饰的机制以及它们如何与其他细胞过程相互作用。
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8. 蛋白磷酸酯酶 • Ser/Thr蛋白磷酸酯酶主要包括：PP-1，PP-2A， PP-2B和PP-2C四类。 • PP-1是糖代谢中的一个关键酶，具有很高的活性， 其催化亚基为38kDa，可以与其它组分或调节亚基 组成全酶。PP-2A全酶包括一个36kDa的催化亚基 和一个65kDa的调节亚基。PP-2B是目前所发现的 唯一受Ca和CaM调节的蛋白磷酸酶,催化了磷酸化 酶激酶α亚基的脱磷酸化作用。由61kDa的A亚基 和16kDa的B亚基组成。A为催化亚基。PP-2C的分 子量为43-48kDa，其活性需要mmol/L水平的Mg2+， 现对其参与调节的生理过程知之甚少。
• 酪氨酸蛋白磷酸酶（PTP） 主要有:胞内型，跨膜受体型。 两类PTP的共同点是它们 的 催化域中氨基酸顺序极为相 似，共有240个氨基酸，内 含-HCXGXXR（S/T）G的"signature motif"。胞 内型PTP只有一个催化域。 受体型中常有两个催化区， 其不同类型的胞外结构往往 不同。PTP1B（胞内型）是 一个37kDa的胞内酶，在氨 基酸水平上与CD45（跨膜 受体型）的胞内部分有很高 的同源性。 CD45是一类在 结构上相关的，高分子量 （150-280kD）跨膜蛋白， 具有与受体极为相似的结构 特点，在免疫T细胞和B细胞 中含量极高。
6. CaM激酶及MAP激酶 Ca2+的细胞学功能主要通过钙调蛋白激酶 （CaM-kinase）来实现，它们也是一类丝氨酸 /苏氨酸激酶，但仅应答于细胞内Ca2+水平。 MAP激酶（mitogen-activated proteinkinase, MAP-kinase，又称为 extracellular-signal-regulated kinase， ERKS）活性受许多外源 细胞生长、分化因子的 诱导，也受到酪氨酸蛋白激酶及G蛋白受体系统 的调控。MAP-激酶的活性取决于该蛋白中仅有 一个氨基酸之隔的酪氨酸、丝氨酸残基是否都被 磷酸化。科学家把能同时催化这两个氨基酸残基 磷酸化的酶称为MAP-激酶-激酶，它的反应底物 是MAP激酶。MAP-激酶-激酶本身能被MAP-激 酶-激酶-激酶所磷酸化激活，后者能同时被C激酶 或酪氨酸激酶家族的Ras蛋白等激活，从而在信 息传导中发挥功能。
• 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。
• 跨膜结构区：是连接受体细胞内、外两部分，镶 嵌在细胞膜中的结构，在靠近膜内侧C端常常是 由碱性氨基酸形成簇状结构。胞内活性区：保守 性较高，由三个不同的部分组成。与跨膜区相连 的近膜区包括41-50个氨基酸，可能是RPTK活 性的功能的调节部位。第二部分为活性位点所在 的催化区，其氨基酸组成具有很高的保守性。该 区含有ATP结合位点和底物结合位点，可能是不 同类型RPTK底物特异性的决定区域。第三部分 是多变的C末端，包括70-200个氨基酸，主要是 由小分子量氨基酸组成的亲水性结构，具有高度 的可塑性。
1． 蛋白质磷酸化在细胞信号转导中的作用 (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+，DG（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.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。组氨酸和赖氨酸残基也可能被磷酸化。
• 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 （messengerdependent protein kinase）， 包括胞内第二信使或 调节因子依赖性蛋白 激酶及激素（生长因 子）依赖性激酶两个 亚类； 非信使依赖型 蛋白激酶。
4. 受cAMP调控的A激酶 被A激酶磷酸化的蛋白质其N端上游 往往存在两个或两个以上碱性氨基酸，特 异氨基酸的磷酸化（X-Arg-Arg-X-Ser-X） 改变了这一蛋白的酶活性。这一酶活性代 表了绝大多数细胞中cAMP所引起的全部 反应。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）。全酶的分子量为150170kD。
• CDK通过蛋白质磷酸化过程控制细胞分裂。 没有被磷酸化的PRb能与转录因子E2F相 结合并使后者不能激活一系列与DNA合成 有关的酶，导致细胞无法由G1进入S。 • erbB原癌基因其实编码了一个突变的 EGF受体蛋白，它的胞内激酶活性区被永 久性激活（相当于EGF到正常EGF受体 上）。因此，erbB导致了细胞的永久型分 裂。
2．甲基化抑制基因转录的机制 甲基化导致某些区域DNA构象变 化，从而影响了蛋白质与DNA的相互 作用，抑制了转录因子与启动区DNA 的结合效率。
对弱启动子来说，少量甲基化就能使其完 全失去转录活性。当这类启动子被增强时，即使 不去甲基化也可以恢复其转录活性。甲基化密度 较高时，即使增强后的启动子仍无转录活性。 因为甲基化对转录的抑制强度与MeCP1 （methylCpG-binding protein1）结合 DNA的能力成正相关，甲基化CpG的密度和启 动子强度之间的平衡决定了该启动子是否具有转 录活性。DNA甲基化对基因转录的抑制直接参与 了发育调控。随着个体发育，当需要某些基因保 持"沉默"时，它们将迅速被甲基化，若需要恢复 转录活性，则去甲基化。
第八讲 DNA或蛋白质的化学 修饰与基因表达
• 一、 DNA甲基化与基因表达 • 二、 蛋白质磷酸化与基因表达 • 三、 基因重排的分子机制
一、 DNA甲基化与基因表达 DNA甲基化是最早发现的修饰途径之 一，可能存在于所有高等生物中。DNA甲 基化能关闭某些基因的活性，去甲基化则 诱导了基因的重新活化和表达。 1．DNA甲基化的主要形式 5-甲基胞嘧啶，N6-甲基腺嘌呤和7-甲 基鸟嘌呤。在真核生物中，5-甲基胞嘧啶 主要出现在CpG和CpXpG中，原核生物 中CCA/TGG和GATC也常被甲基化。
5. C激酶与PIP2、IP3和DAG • 磷酸肌醇级联放大的细胞内信使是磷脂酰肌醇4，5-二磷酸（PIP2）的两个酶解 产物：肌醇1， 4，5-三磷酸（IP3）和二酰基甘油（DAG）。 C激酶（PKC）是依赖于Ca2+的蛋白质激酶。 由于IP3所引起的细胞质Ca2+浓度升高，导致C 激酶从胞质转运到靠原生质膜内侧处，并被DAG 和Ca2+的双重影响所激活。 • C激酶的活性也受磷脂酰丝氨酸的影响，原因是 后者大大提高了C激酶对于Ca2+的亲和力，从而 使得C激酶能被生理水平的Ca2+离子所活化。C 激酶主要实施对丝氨酸、苏氨酸的磷酸化，它具 有一个催化结构域和一个调节结域。
7. 酪氨酸蛋白激酶 • 对于许多生长因子受体的研究表明，跨膜 的酪氨酸蛋白激酶在信息传递过程中起着 重要作用。表皮生长因子（EGF）、胰岛 素样生长因子（IGF）、成纤维细胞生长因 子（FGF）、神经生长因子（NGF）、血 小板衍生生长因子（PDGF）和血管内皮 细胞生长因子（VEGF）受体都拥有定位 于胞内的酪氨酸激酶功能区域和膜外区。
2. 真核细胞主要跨膜信号转导途径
3. 蛋白激酶的种类与功能 • 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： 第一类为丝氨酸/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 第二类为酪氨酸型。被磷酸化的是底物的 酪氨酸残基。 第三类是"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。
真核生物细胞内存在两种甲基化酶活性： 一种被称为日常型（mainte-nance）甲基转移 酶，另一种是 从头合成（denovo synthesis） 甲基转移酶。前者主要在甲基化母链（模板链） 指导下使处于半甲基化的DNA双链分子上与甲基 胞嘧啶相对应的胞嘧啶甲基化。日常型甲基转移 酶常常与DNA内切酶活性相耦联，有3种类型。 II类酶活性包括内切酶和甲基化酶两种成分，而I 类和III类都是双功能酶，既能将半甲基化DNA甲 基化，又能降解外源无甲基化DNA。
由于甲基化胞嘧啶极易在进化中丢失，所以，高 等真核生物中CG序列远远低于其理论值。哺乳类基因 组中约存在4万个CG islands，大多位于转录单元的 5„区。 没有甲基化的胞嘧啶发生脱氨基作用，就可能被 氧化成为U，被DNA修复系统所识别和切除，恢复成C。 已经甲基化的胞嘧啶发生脱氨基作用, 它就变为T, 无法 被区分。因此, CpG序列极易丢失。
I． DNA甲基化抑制基因转录的直接机制 某些转录因子的结合位点内含有CpG序列， 甲基化以后直接影响了蛋白质因子的结合 活性，不能起始基因转录。 II. 甲基化抑制转录的间接机制 CpG甲基化，通过改变染色质的构象或者 通过与甲基化CpG结合的蛋白因子间接影 响转录因子与DNA的结合。
与不含甲基化的染色质相比，甲基化 后染色质对于核酸酶或限制性内切酶的敏 感度下降，更容易与组蛋白H1相结合，说 明甲基化与非甲基化DNA在构象上有差异。 已经分离纯化了数个与甲基化DNA特异结 合的蛋白质。MeCP1可以与至少12个对 称的甲基化CpG结合，而MeCP2仅同单 个甲基化的CpG序列结合。
• 具有受体功能的酪氨酸 蛋白激酶 (receptor protein tyrosine kinase, RPTK)。包括三个结构域： 胞外的配体结合区，细胞内部具有酪 氨酸蛋白激酶活性的区域和连接这两 个区域的跨膜结构。胞外配体结合区： RPTK的N端大约500-850个氨基酸 组成亲水性胞外配体结合区域，氨基 酸序列变化较大，是不同RPTK与相 应配体特异性结合的结构基础。