【医学PPT课件】蛋白激酶A(PKA)介导的信号通路
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《cAMP信号通路》课件
cAMP的作用
2
的催化水解反应完成。
cAMP主要通过激活蛋白激酶A和转录
因子CREB来发挥其作用。
3
ห้องสมุดไป่ตู้
cAMP与G蛋白偶联受体
cAMP通常与G蛋白偶联受体一起出现， 通过了解G蛋白偶联受体的结构和功 能，有助于我们更好地理解cAMP信 号通路的作用机制。
cAMP信号通路在疾病中的作用
cAMP信号通路的异常可能与多种疾病发生有关，比如肝癌、阿尔茨海默病等。对cAMP信号通路的研 究，对于相关疾病的治疗和预防有着重要意义。
cAMP的作用机制
cAMP主要通过与蛋白激酶 A（PKA）和转录因子 CREB结合，调控多种细 胞功能和生物过程的发生。
cAMP的生理功能
cAMP参与了细胞的能量代 谢、生长发育、细胞增殖 和分化、信号传导等生命 活动。
cAMP信号通路的重要性
cAMP信号通路是人类生命活动中一个重要的信号转导通路，对于多个细胞和组织发挥着重要作用。
1
cAMP信号与心血管系统
2
cAMP通过调节心肌收缩和血管舒缩，
参与调控心血管系统的功能。
3
cAMP信号与代谢调节
4
cAMP通过调节代谢途径和能量平衡， 参与调控胰岛素分泌和脂肪酸氧化等
过程。
cAMP信号与神经系统
cAMP在神经系统中参与调控神经细 胞的兴奋性和突触传递过程。
cAMP信号与免疫系统
cAMP在免疫细胞中发挥着抗炎和调 节免疫应答的重要作用。
《cAMP信号通路》PPT课 件
cAMP信号通路是细胞内的一种重要信号传递系统，通过激活蛋白激酶A和转 录因子CREB，参与多种生命活动的调控。
cAMP信号通路
简述camp-蛋白激酶a途径
简述camp-蛋白激酶a途径CAMP-蛋白激酶A途径CAMP-蛋白激酶A（cyclic adenosine monophosphate-activated protein kinase A，简称PKA）是一种重要的信号传导途径，在细胞内起着调节多种生理过程的作用。
本文将从PKA的结构、激活机制以及其在细胞内的功能等方面进行简要介绍。
一、PKA的结构PKA是一种由四个亚基组成的酶复合物，包括两个催化亚基（C亚基）和两个调节亚基（R亚基）。
催化亚基在未激活状态下与调节亚基结合，形成储存型PKA（inactive PKA）。
调节亚基可以通过与CAMP 结合来释放催化亚基，从而激活PKA。
二、PKA的激活机制PKA的激活主要通过CAMP介导。
在细胞内，当细胞外信号（如荷尔蒙、神经递质等）与细胞膜上的受体结合时，启动了一系列的信号传导过程，最终导致细胞内CAMP的产生。
CAMP作为一种第二信使，能够结合到PKA的R亚基上，从而使催化亚基释放出来并活化。
三、PKA的功能PKA在细胞内具有广泛的功能，主要通过磷酸化底物蛋白来调节细胞的生理过程。
PKA可以磷酸化多种底物蛋白，包括离子通道、酶、转录因子等。
通过这些磷酸化作用，PKA能够调节细胞的离子通道活性、酶的活性以及基因的转录水平等，从而影响细胞的代谢、分化、增殖等生理过程。
例如，在神经系统中，PKA可以通过磷酸化离子通道来调节神经传递过程，影响神经细胞的兴奋性。
在内分泌系统中，PKA可以磷酸化转录因子CREB，进而增强CREB的转录活性，从而调节多种激素的合成和分泌。
PKA还参与调节细胞的增殖和凋亡过程。
PKA可以通过磷酸化细胞周期调控蛋白、凋亡相关蛋白等来调节细胞的增殖和凋亡。
在某些疾病中，PKA的异常活化或抑制都可能导致细胞增殖和凋亡失衡，从而促进疾病的发生和发展。
四、PKA在药物研发中的应用由于PKA在细胞内的重要作用，它已成为一种重要的药物靶点。
许多药物研发工作都是针对PKA及其下游信号通路展开的。
医学细胞生物学 1 G蛋白介导的信号通路精品PPT课件
底物蛋白
组蛋白
磷酸化的作用
失去对转录 的阻碍作用
生理意义
DNA进行转录
核蛋白体蛋白 加速翻译
细胞膜蛋白
膜蛋白构象 及功能改变
促进蛋白质的合成
改变膜对水及 离子通道的通透性
微管蛋白
构象和功能改变
心肌肌原蛋白 易与Ca2+结合
影响细胞分泌 加强心肌收缩
PKA对基因表达的调节作用
Ｃ
Ｃ
细
Ｃ
ＣＣ
Ｃ
胞
Ｒ
Pi
Ｅ Ｂ
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
底物蛋白磷酸化
分泌、肌肉收缩、
▲
细胞增殖、分化
写在最后Hale Waihona Puke 成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
16
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
Pi
ＲＲ ＥＥ
Pi
ＢＢ
Ｒ Ｅ Pi
Ｂ
核
DNA
ＣＲＥ
结构基因
蛋白质
➢ PKA的作用
（1）调节预存蛋白的活性 （2）调节基因表达活性
Gs
Gi
磷脂酰肌醇(PIP2) 信号通路
二磷脂酰肌醇 磷脂酶C DAG
（PIP2）
PLC
IP3
DAG，IP3的 功 能
IP3 ：与内质网和肌浆网上的受体结合，促 使细胞内 Ca2+释放
G蛋白偶联受体介导的信号通路PPT课件
18
化学信号 Gq 磷脂酶C
IP3（+DAG）
Ca2+通道 Ca2 + Ca2+-PKC
Ca2+-DAG-
PKC 关键酶或功能蛋白
细胞效应
19
G蛋白在医学方面的意义（G蛋白异常与疾病）
• GPCR介导的信号转导 途径异常可见于心血管 病、遗传病、肿瘤和传 染病
• 霍乱毒素催化G蛋白的 α 亚基失去GTP酶活性， 导致对AC(腺苷酸环化 酶)的持续激活，AC分 解ATP产生大量的 cAMP(细胞第二信使)， 使得细胞膜上的离子通 道打开，大量的离子和 水分都从细胞膜内流到 细胞外，形成了大量的 脱水症状
20
糖皮质激素的作用机理：基因调控作用机制
细胞膜
皮质类固醇
皮质类固醇受体 炎症因子表达下降
抗炎分子表达增加
AP
皮质类固醇基因
基因 (DNA) 细胞核
21
AP=Actived Protein激活蛋
糖皮质激素作用机理
其他学说 非基因：细胞膜表面受体或细胞膜的物理、化学相互
作用，数分钟出现效应 炎症时淋巴细胞增多及相应受体表达增多
谢过程及基因表达功能。
15
cAMP与蛋白激酶A介导的信号转导
• 特征：cAMP浓度升高激活蛋白激酶A（PKA），是激素调
控细胞代谢或基因表达的主要途径。
• 基本过程：化学信号通过细胞膜受体激活Gs型G蛋白，释放 活性Gsa.GTP。Gsa.GTP激活锚定于细胞膜胞质面的腺苷酸 环化酶（AC）。腺苷酸环化酶催化ATP合成cAMP。cAMP 变构激活细胞质基质PKA。PKA催化关键酶或功能蛋白磷酸 化，产生细胞效应。
2
G蛋白分类
化学信号 Gq 磷脂酶C
IP3（+DAG）
Ca2+通道 Ca2 + Ca2+-PKC
Ca2+-DAG-
PKC 关键酶或功能蛋白
细胞效应
19
G蛋白在医学方面的意义（G蛋白异常与疾病）
• GPCR介导的信号转导 途径异常可见于心血管 病、遗传病、肿瘤和传 染病
• 霍乱毒素催化G蛋白的 α 亚基失去GTP酶活性， 导致对AC(腺苷酸环化 酶)的持续激活，AC分 解ATP产生大量的 cAMP(细胞第二信使)， 使得细胞膜上的离子通 道打开，大量的离子和 水分都从细胞膜内流到 细胞外，形成了大量的 脱水症状
20
糖皮质激素的作用机理：基因调控作用机制
细胞膜
皮质类固醇
皮质类固醇受体 炎症因子表达下降
抗炎分子表达增加
AP
皮质类固醇基因
基因 (DNA) 细胞核
21
AP=Actived Protein激活蛋
糖皮质激素作用机理
其他学说 非基因：细胞膜表面受体或细胞膜的物理、化学相互
作用，数分钟出现效应 炎症时淋巴细胞增多及相应受体表达增多
谢过程及基因表达功能。
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cAMP与蛋白激酶A介导的信号转导
• 特征：cAMP浓度升高激活蛋白激酶A（PKA），是激素调
控细胞代谢或基因表达的主要途径。
• 基本过程：化学信号通过细胞膜受体激活Gs型G蛋白，释放 活性Gsa.GTP。Gsa.GTP激活锚定于细胞膜胞质面的腺苷酸 环化酶（AC）。腺苷酸环化酶催化ATP合成cAMP。cAMP 变构激活细胞质基质PKA。PKA催化关键酶或功能蛋白磷酸 化，产生细胞效应。
2
G蛋白分类
蛋白激酶与信号传导
包括JAK、SYK等非受体型蛋白激酶，它们在细胞因子信号转导中发挥重要作用。
磷酸化靶蛋白
细胞因子与受体结合后，受体蛋白或其下游信号分子被蛋白激酶磷酸化，从而激活信号 转导。
蛋白激酶在激素信号传导中的作用
01 02
激素信号传导
激素是一类能够调节机体生理功能的化学物质，包括肾上腺素、胰岛素、 甲状腺激素等。激素通过与细胞表面受体结合，触发信号转导反应，影 响细胞功能。
信号转导
蛋白激酶在细胞信号转导过程中 发挥重要作用，能够将外部信号 转化为内部信号，进而调控细胞 反应。
细胞周期与细胞凋
亡
蛋白激酶参与细胞周期调控和细 胞凋亡过程，对细胞增殖和死亡 具有重要影响。
蛋白激酶的活性调节
磷酸化与去磷酸化
蛋白激酶的活性受到磷酸化和去磷酸化两种方式的调 节，通过改变其磷酸化状态来调控其活性。
展。
06
蛋白激酶作为药物靶点的潜力与挑战
蛋白激酶作为药物靶点的潜力
调节细胞功能
01
蛋白激酶在细胞信号传导过程中起着关键作用，通过调节细胞
功能，蛋激酶可以成为药物干预的靶点。
治疗多种疾病
02
由于蛋白激酶在多种生理和病理过程中发挥重要作用，因此它
们可以作为治疗多种疾病的潜在药物靶点。
提高药物疗效
03
蛋白激酶种类
包括CaMKII、PKA等蛋白激酶， 它们在神经递质信号转导中发挥 重要作用。
磷酸化靶蛋白
神经递质与受体结合后，受体蛋 白或其下游信号分子被蛋白激酶 磷酸化，从而激活信号转导。
05
蛋白激酶与疾病的关系
蛋白激酶与肿瘤的关系
肿瘤细胞增殖与蛋白激酶
蛋白激酶在肿瘤细胞的增殖过程中发挥重要作用，通过调控细胞周期、细胞分裂等过程，促进肿瘤的 生长和扩散。
磷酸化靶蛋白
细胞因子与受体结合后，受体蛋白或其下游信号分子被蛋白激酶磷酸化，从而激活信号 转导。
蛋白激酶在激素信号传导中的作用
01 02
激素信号传导
激素是一类能够调节机体生理功能的化学物质，包括肾上腺素、胰岛素、 甲状腺激素等。激素通过与细胞表面受体结合，触发信号转导反应，影 响细胞功能。
信号转导
蛋白激酶在细胞信号转导过程中 发挥重要作用，能够将外部信号 转化为内部信号，进而调控细胞 反应。
细胞周期与细胞凋
亡
蛋白激酶参与细胞周期调控和细 胞凋亡过程，对细胞增殖和死亡 具有重要影响。
蛋白激酶的活性调节
磷酸化与去磷酸化
蛋白激酶的活性受到磷酸化和去磷酸化两种方式的调 节，通过改变其磷酸化状态来调控其活性。
展。
06
蛋白激酶作为药物靶点的潜力与挑战
蛋白激酶作为药物靶点的潜力
调节细胞功能
01
蛋白激酶在细胞信号传导过程中起着关键作用，通过调节细胞
功能，蛋激酶可以成为药物干预的靶点。
治疗多种疾病
02
由于蛋白激酶在多种生理和病理过程中发挥重要作用，因此它
们可以作为治疗多种疾病的潜在药物靶点。
提高药物疗效
03
蛋白激酶种类
包括CaMKII、PKA等蛋白激酶， 它们在神经递质信号转导中发挥 重要作用。
磷酸化靶蛋白
神经递质与受体结合后，受体蛋 白或其下游信号分子被蛋白激酶 磷酸化，从而激活信号转导。
05
蛋白激酶与疾病的关系
蛋白激酶与肿瘤的关系
肿瘤细胞增殖与蛋白激酶
蛋白激酶在肿瘤细胞的增殖过程中发挥重要作用，通过调控细胞周期、细胞分裂等过程，促进肿瘤的 生长和扩散。
蛋白磷酸化与蛋白激酶幻灯片
因此可同时与两种以上的其他信号分子结 合。 • 同一类结构域可存在于多种不同的信号分 子中。 • 本身均为非催化结构域。
64
2）非受体酪氨酸蛋白激酶的种类 分为11个家族，至少有30个成员。它
们介导多种生长因子受体、细胞因子受体、 淋巴细胞抗原受体以及黏附分子整合素的 信号转导。
65
a）Src激酶家族 Src是原癌基因c-Src的产物，参与抗
protein，GAP）以及crk、abl和vav原癌基
因产物等。
50
SH2能特异地识别磷酸化的酪氨酸残 基以及磷酸化残基的羧基端氨基酸序列并 与其相互结合。
SH2的主要功能是介导胞质内多种信 号蛋白的相互连接，形成蛋白异聚体复合 物，从而调节信号传递。
51
Cterminal PLC SH2 domain
1. 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（serine/ threonine protein kinase，S/T-PK）催化 丝氨酸/苏氨酸的羟基磷酸化。
NH HC CH2 OH OC
NH HC CH2 OC
O OP O
O
13
（1）蛋白激酶A（protein kinase A，PKA） 即cAMP依赖性蛋白激酶。 全酶存在胞浆，被cAMP激活后，催化亚
7
2. 调节结构域/亚基 同源性较低。 作用： 调节酶的活性； 靶向作用，与酶的亚细胞定位有关。
8
9
（二）蛋白激酶的种类
10
11
真核细胞的蛋白激酶可分为五类： ① 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 ② 酪氨酸蛋白激酶 ③ 组/赖/精氨酸蛋白激酶 ④ 半胱氨酸蛋白激酶 ⑤ 天冬氨酸/谷氨酸蛋白激酶
12
86
2）受体酪氨酸激酶激活信号蛋白的机制 一是信号分子的膜转位； 二是通过结构改变而被激活； 三是通过酪氨酸的磷酸化被激活。
64
2）非受体酪氨酸蛋白激酶的种类 分为11个家族，至少有30个成员。它
们介导多种生长因子受体、细胞因子受体、 淋巴细胞抗原受体以及黏附分子整合素的 信号转导。
65
a）Src激酶家族 Src是原癌基因c-Src的产物，参与抗
protein，GAP）以及crk、abl和vav原癌基
因产物等。
50
SH2能特异地识别磷酸化的酪氨酸残 基以及磷酸化残基的羧基端氨基酸序列并 与其相互结合。
SH2的主要功能是介导胞质内多种信 号蛋白的相互连接，形成蛋白异聚体复合 物，从而调节信号传递。
51
Cterminal PLC SH2 domain
1. 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶
丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（serine/ threonine protein kinase，S/T-PK）催化 丝氨酸/苏氨酸的羟基磷酸化。
NH HC CH2 OH OC
NH HC CH2 OC
O OP O
O
13
（1）蛋白激酶A（protein kinase A，PKA） 即cAMP依赖性蛋白激酶。 全酶存在胞浆，被cAMP激活后，催化亚
7
2. 调节结构域/亚基 同源性较低。 作用： 调节酶的活性； 靶向作用，与酶的亚细胞定位有关。
8
9
（二）蛋白激酶的种类
10
11
真核细胞的蛋白激酶可分为五类： ① 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 ② 酪氨酸蛋白激酶 ③ 组/赖/精氨酸蛋白激酶 ④ 半胱氨酸蛋白激酶 ⑤ 天冬氨酸/谷氨酸蛋白激酶
12
86
2）受体酪氨酸激酶激活信号蛋白的机制 一是信号分子的膜转位； 二是通过结构改变而被激活； 三是通过酪氨酸的磷酸化被激活。
简述camp-蛋白激酶a途径
简述camp-蛋白激酶a途径Camp蛋白激酶A途径是一种重要的信号传导途径，参与了多种生物学过程的调控。
本文将从激活机制、信号传导、生物学功能等方面进行详细介绍。
一、激活机制Camp蛋白激酶A（PKA）途径主要通过细胞外刺激物与细胞膜上的受体结合，引发细胞内信号传导，最终激活PKA。
细胞外刺激物可以是激素、神经递质或细胞因子等。
当刺激物与受体结合时，导致受体的构象变化，进而活化PKA的上游调节因子。
二、信号传导PKA途径的信号传导主要经历以下几个步骤。
首先，刺激物与受体结合后，受体激活下游的G蛋白，使其从GDP结合状态转变为GTP 结合状态。
然后，激活的G蛋白与腺苷酸环化酶（AC）相互作用，激活AC产生环磷酸腺苷（cAMP）。
cAMP作为第二信使，能够激活PKA。
PKA是一种二聚体，由两个催化亚基和两个调节亚基组成。
在静息状态下，调节亚基与催化亚基相互作用，阻碍其催化活性。
而当cAMP结合到调节亚基上时，调节亚基与催化亚基解离，使催化亚基获得活性，从而激活PKA。
激活的PKA能够磷酸化多种底物，从而调控细胞内的生理过程。
三、生物学功能PKA途径在细胞生理和病理过程中发挥着重要的作用。
首先，PKA途径参与了细胞的增殖和分化调控。
研究发现，PKA可以通过磷酸化激活转录因子，调控相关基因的转录，从而影响细胞的增殖和分化。
其次，PKA途径还参与了细胞的凋亡调控。
PKA可以通过磷酸化调控凋亡相关蛋白，影响细胞的生存与死亡决策。
此外，PKA途径还参与了细胞的代谢调节、离子通道的调控等多个生物学过程。
在疾病中，PKA途径的异常活化或抑制与多种疾病的发生和发展相关。
例如，在某些肿瘤中，PKA的活化能够促进细胞的增殖和转移，从而增加肿瘤的侵袭性。
因此，PKA途径成为药物研发的重要靶点之一。
目前，一些PKA抑制剂已经用于治疗某些类型的癌症。
总结起来，Camp蛋白激酶A途径是一种重要的信号传导途径，参与了多种生物学过程的调控。
细胞信号转导基础PPT课件
隙连接型等。
.
2
第一节 信号转导的概述
一、信号分子与受体 （一）信号分子（signal molecule） 具有调节细胞生命活动的化学物质称为信号分子。
信号分子的特点是具有特异性、高效性和可被灭 活，但不具备酶活性，唯一的功能是与靶细胞的 受体结合，通过信号转换机制把细胞外信号转变 为细胞内信号。 广义的信号分子概念 狭义的信号分子概念
该途径以靶细胞内cAMP浓度改变和激活蛋白激酶A(PKA）为主要特征。 是激素调节物质代谢的主要途径。
1.cAMP的合成与分解 胰高血糖素、肾上腺素等激素与其受体（G蛋白偶联受体）结合而激活
受体。活化的受体可促使Gs的GDP与GTP交换，导致Gs的α亚基与 βγ解离，G蛋白释放出αs-GTP。 αs-GTP激活腺苷酸环化酶（AC）， 催化ATP转化为cAMP。 βγ复合体也可以独立地作用于相应的效应物， 与α亚基拮抗。 cAMP 可被磷酸二酯酶（PDE）降解为5’-AMP而失活。 少数激素如生长激素抑制素、胰岛素和抗血管紧张素等，它们活化受体 后可催化抑制性G蛋白解离，导致细胞内AC活性下降，从而降低细胞 内cAMP水平。
糖原合成酶 P （无活性）
磷蛋白磷酸酶抑制剂
（无活性） .
磷酸化酶b
磷
（无活性） 蛋
+
-白 磷
酸
磷酸化酶a P 酶
+
（有活性） 1
磷蛋白磷酸酶抑制剂 P （有活性）
30
PLC-IP3/DG信号转导途径
1）IP3和DAG的生物合成 促甲状腺释放激素、去甲肾上腺素和抗利尿
激素等作用于靶细胞膜上特异性受体（G蛋 白偶联受体）后，通过特定的G蛋白（Gp） 激活磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C( PI-PLC)， PI-PLC则分解膜成分-磷脂酰肌醇4，5-二 磷酸（PIP2）而生成DAG和IP3 。
.
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第一节 信号转导的概述
一、信号分子与受体 （一）信号分子（signal molecule） 具有调节细胞生命活动的化学物质称为信号分子。
信号分子的特点是具有特异性、高效性和可被灭 活，但不具备酶活性，唯一的功能是与靶细胞的 受体结合，通过信号转换机制把细胞外信号转变 为细胞内信号。 广义的信号分子概念 狭义的信号分子概念
该途径以靶细胞内cAMP浓度改变和激活蛋白激酶A(PKA）为主要特征。 是激素调节物质代谢的主要途径。
1.cAMP的合成与分解 胰高血糖素、肾上腺素等激素与其受体（G蛋白偶联受体）结合而激活
受体。活化的受体可促使Gs的GDP与GTP交换，导致Gs的α亚基与 βγ解离，G蛋白释放出αs-GTP。 αs-GTP激活腺苷酸环化酶（AC）， 催化ATP转化为cAMP。 βγ复合体也可以独立地作用于相应的效应物， 与α亚基拮抗。 cAMP 可被磷酸二酯酶（PDE）降解为5’-AMP而失活。 少数激素如生长激素抑制素、胰岛素和抗血管紧张素等，它们活化受体 后可催化抑制性G蛋白解离，导致细胞内AC活性下降，从而降低细胞 内cAMP水平。
糖原合成酶 P （无活性）
磷蛋白磷酸酶抑制剂
（无活性） .
磷酸化酶b
磷
（无活性） 蛋
+
-白 磷
酸
磷酸化酶a P 酶
+
（有活性） 1
磷蛋白磷酸酶抑制剂 P （有活性）
30
PLC-IP3/DG信号转导途径
1）IP3和DAG的生物合成 促甲状腺释放激素、去甲肾上腺素和抗利尿
激素等作用于靶细胞膜上特异性受体（G蛋 白偶联受体）后，通过特定的G蛋白（Gp） 激活磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C( PI-PLC)， PI-PLC则分解膜成分-磷脂酰肌醇4，5-二 磷酸（PIP2）而生成DAG和IP3 。
医学细胞生物学 1 G蛋白介导的信号通路PPT课件
G蛋白介导的信号通路
AC cAMP信号通路 PLC 磷脂酰肌醇信号通路
1
❖ cAMP信号通路
（Gs）
AC
cAMP PKA 底物蛋白
细胞胞内反应
2
腺苷酸环化酶（adenylate cyclase , AC）
➢ 分布于几乎所有细胞质膜 ➢ G蛋白效应蛋白之一 ➢ 调节胞内cAMP水平
磷酸二酯酶
cAMP
14
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
15
底物蛋白
组蛋白
磷酸化的作用
失去对转录 的阻碍作用
生理意义
DNA进行转录
核蛋白体蛋白 加速翻译
细胞膜蛋白
膜蛋白构象 及功能改变
促进蛋白质的合成
改变膜对水及 离子通道的通透性
微管蛋白
构象和功能改变
影响细胞分泌
心肌肌原蛋白 易与Ca2+结合
加强心肌收缩
6
PKA对基因表达的调节作用
Ｃ
Ｃ
细
Ｃ
ＣＣ
Ｃ
胞
Ｒ
Pi
Ｅ Ｂ
Mg2+ 5'-AM P
M1 C1
M2 C2
ATP
cAMP
3
蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）
cAMP分子
激酶活 性
RC RC
R
C
+
R
C
调节亚单位 催化亚单位
cAMP-调节 亚单位复合体
AC cAMP信号通路 PLC 磷脂酰肌醇信号通路
1
❖ cAMP信号通路
（Gs）
AC
cAMP PKA 底物蛋白
细胞胞内反应
2
腺苷酸环化酶（adenylate cyclase , AC）
➢ 分布于几乎所有细胞质膜 ➢ G蛋白效应蛋白之一 ➢ 调节胞内cAMP水平
磷酸二酯酶
cAMP
14
Thank You
在别人的演说中思考，在自己的故事里成长
Thinking In Other People‘S Speeches，Growing Up In Your Own Story 讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
15
底物蛋白
组蛋白
磷酸化的作用
失去对转录 的阻碍作用
生理意义
DNA进行转录
核蛋白体蛋白 加速翻译
细胞膜蛋白
膜蛋白构象 及功能改变
促进蛋白质的合成
改变膜对水及 离子通道的通透性
微管蛋白
构象和功能改变
影响细胞分泌
心肌肌原蛋白 易与Ca2+结合
加强心肌收缩
6
PKA对基因表达的调节作用
Ｃ
Ｃ
细
Ｃ
ＣＣ
Ｃ
胞
Ｒ
Pi
Ｅ Ｂ
Mg2+ 5'-AM P
M1 C1
M2 C2
ATP
cAMP
3
蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）
cAMP分子
激酶活 性
RC RC
R
C
+
R
C
调节亚单位 催化亚单位
cAMP-调节 亚单位复合体
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 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
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产生环腺苷酸(cAMP)而提高了 胞内的cAMP水平.
• 在哺乳动物中，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: XArg-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.
• 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+4cAMP R2(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.
• 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，
• 至少已有8个腺苷酸环化酶的同工酶 已被确定［4］，有些同工酶还含有 PKA的磷酸化部位，可能在cAMP信 号通路的自我调节中起着重要的作 用.
腺苷酸环化酶的磷酸化抑制与
脱敏
• 在激素对受体的长期刺激时，激 素与机体产生的反应能力会不断 地衰减， 这就是脱敏. 造成脱敏 的主要原因之一是G蛋白偶联受 体的共价修饰， 但是在该信号通
• G蛋白是一类膜偶联的鸟嘌呤核苷酸 结合蛋白，它可以把胞外信号从受 体传递到效应酶蛋白，如腺苷酸环 化酶和磷脂酶C等. Rs或Ri就是通过 与相应的激活性G蛋白(Gs)或抑制性 G蛋白(Gi)相偶联而调节着ACase的 活性.
• Rs与配基的结合诱导受体构象的改 变， 致使和Gsαβγ三聚体相结合的 GDP被GTP所取代，同时Gsα亚基与 Gβγ产生解离. 在GTP结合形式的Gsα 亚基为活化态，它能与胞内的腺苷 酸环化酶相偶联并使之激活， 活化 的腺苷酸环化酶再催化ATP产生 cAMP.
• 这类膜联受体含有7个跨膜区域，其胞内 部分与G蛋白紧密偶联，膜受体-G蛋白腺苷酸环化酶这3个成分构成一个复合物， 调节着胞内的cAMP含量. 在一些组织中， 同时还存在着一种腺苷酸环化酶偶联的 抑制性受体(Ri)，它的激活导致了胞内 cAMP水平的下降
G蛋白和腺苷酸环化酶(ACase) 的活化
• 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 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PKAⅡ.
• Mg-ATP结合部位包括催化亚基氨基端的 富甘氨酸环(glycine-rich loops) 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.
【医学PPT课件】蛋白激酶A（PKA）介导的信号通路
• 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.
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；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.