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第七章

第七章. IP 3 、 DAG 与信号转导. 【 目的要求 】. 1 ．掌握 IP 3 /Ca 2+ 和 DAG/PKC 信号传递途径的基本过程； PLC 水解膜上肌醇磷脂产生 IP 3 和 DAG ； DAG 激活 PKC 信号途径。 2 ．熟悉 IP 3 激活 Ca 2+ 信号途径。. 一、 IP 3 和 DAG 双信使途径　. 　双信使途径介导许多重要的生物过程： 　　　如受精、感光、细胞增殖、分泌、神经活动、血小板聚集、平滑肌收缩等。 　　　偶联肌醇磷脂水解的受体有多种。. PI3K. 二、肌醇磷脂信号分子的产生与灭活　. （一）肌醇磷脂的酶解作用.

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Presentation Transcript

  1. 第七章 IP3、DAG与信号转导

  2. 【目的要求】 1．掌握IP3/Ca2+和DAG/PKC信号传递途径的基本过程；PLC水解膜上肌醇磷脂产生IP3和DAG；DAG激活PKC信号途径。 2．熟悉IP3激活Ca2+信号途径。

  3. 一、IP3和DAG双信使途径　

  4. 　双信使途径介导许多重要的生物过程： 　　　如受精、感光、细胞增殖、分泌、神经活动、血小板聚集、平滑肌收缩等。 　　　偶联肌醇磷脂水解的受体有多种。

  5. PI3K

  6. 二、肌醇磷脂信号分子的产生与灭活　

  7. （一）肌醇磷脂的酶解作用 PI4K PIPK 磷酸酶 磷酸酶

  8. PI3K参与三种肌醇磷脂相互间的转变 PI3K PI PI(3)P PI4K PI4K PI3K PI(3,4)P2 PI(4)P PIPK PI3K PI(4,5)P2 PI(3,4,5)P3

  9. PI3K参与三种肌醇磷脂相互间的转变

  10. 肌醇磷脂的水解 PLC

  11. （二）IP3的灭活 PI3K

  12. （三）DAG的降解

  13. 三、IP3/Ca2+和DAG/PKC信号传递途径　 双信使途径的基本过程： PIP2 胞外信号 膜受体 PLC DAG IP3 Ca2＋信号途径 PKC信号途径

  14. 三种PLC （一） PLC水解膜上肌醇磷脂产生IP3和DAG PLC  PLC  PLC 

  15. RTK激活PLC γ

  16. NRTK激活PLC γ

  17. GPCR激活PLC β

  18. （二）IP3 激活 Ca2+信号途径 膜电位、受体 G蛋白、PKA 膜钙通道 PKC 胞浆Ca2+ （1mol/L） 内质网钙通道 IP3

  19. 胞内Ca2+增加产生的效应 The Calcium-regulated Protease

  20. 胞内Ca2+增加产生的效应： 　　细胞运动、肌肉收缩、神经轴浆流动、 染色体移动、神经递质合成与释放、入胞与出胞过程、糖原分解与合成、环核苷酸的代谢调节、多种激素、药物和毒物的作用、营养物质的消化吸收、凝血和伤口愈合等。

  21. IP3受体为四聚体。每个亚基含有三个结构域： 调节/转导域 N C 配体结合域 通道域

  22. IP3受体

  23. 　影响IP3R钙通道活性的因素： Ca2＋ 促进开放：巯基试剂、ATP 　　　抑制开放：肝素、 Mg2＋与H＋ 　　　被PKA磷酸化后对IP3敏感性下降

  24. 1. 钙库 　　肌细胞－－肌质网系统(SR) 　　非肌细胞－－内质网(ER) 　　钙库具备： 　　　　高浓度的钙 　　　　高容量低亲和力的钙结合蛋白 ATP酶系统 　　　　钙释放受体通道

  25. （1） Ca2＋结合蛋白 　　①EF手（EF hand）型蛋白：CaM、肌钙蛋白C、肌球蛋白轻链、视锥蛋白、钙视网膜蛋白等。

  26. 　　② Ca2＋/磷脂结合蛋白： 　　　是一种可结合磷脂的Ca2＋结合蛋白，与磷脂的结合可以使其Ca2＋亲和性和酶活性增加。 　　　如膜联蛋白族和C2区结构蛋白。

  27. 膜联蛋白族 　　　介导膜融合、促进细胞分泌、控制激素与递质释放、抑制PLA2与PKC的活性、参与细胞增殖与分化。　　

  28. C2区结构蛋白 C2区名称源于cPKC的Ca2＋/磷脂结合域，含有C2区的蛋白称为C2蛋白。 PKC、PLA2、PLC、GAP、突触结合蛋白等都属于C2蛋白。 　　　它们具有Ca2＋依赖性转位，并可与细胞内活化的PKC受体（receptors for activated PKC，RACK）结合。　　

  29. 　　③ Ca2＋储存蛋白： 　　包括肌集钙蛋白（calsequestrin，CSQ）、钙卫蛋白（calprotectin）、类肌集钙蛋白（calsequestrin-like protein，CLP）等，具有高Ca2＋结合容量和低Ca2＋亲和性。

  30. （2） Ca2＋释放通道受体 　　　有Ryanodine受体（RyR）和IP3受体。

  31. Ca2＋对于IP3受体和RyR受体具有双向作用。 　　　钙波：胞内钙库反复通过正反馈效应机制周期性地释放钙， Ca2＋升高以螺旋形式向全细胞扩散。

  32. Ca2＋波

  33. 2. Ca2＋的信号传递 　　　依靠细胞内外的Ca2＋浓度差，有时间和空间两种传递形式： 　　　空间形式，亦称Ca2＋波； 　　　时间形式，称为Ca2＋振荡，是Ca2＋周期性瞬变，以频率编码外来刺激的信息。　　

  34. 3. Ca2＋平衡的维持 细胞内[Ca2＋] 蛋白质表达异常、激活Ca2＋依赖性蛋白激酶 蛋白质降解、活化核酸内切酶引起DNA分解 不可逆的细胞损伤

  35. 细胞内[Ca2＋]的调节

  36. （1） 质膜钙泵(Ca2＋-ATP酶) 　　　依赖ATP将胞内的Ca2＋排到胞外。 　　　主要受CaM、酸性磷脂和激酶介导的磷酸化所调控。　

  37. （2） Na＋/Ca2＋交换 Na＋/Ca2＋交换的能量来源于Na＋的电化学梯度与膜电位，主要受胞内外Ca2＋和Na＋的浓度以及ATP的支配。 cytosol

  38. （3） 胞内钙库Ca2＋-ATP酶 　　　有多种异构体，并具组织特异性，统称为内质网钙泵（SERCA）。 　　　能被PKA和CaMK活化。

  39. 内质网Ca2＋泵

  40. （三） DAG激活PKC信号途径

  41. 　　活化的PKC可使多种蛋白质磷酸化： • 激活AC，调节cAMP的浓度； • 对基因转录激活调节： 　　磷酸化AP-1家族； 　　磷酸化转录因子抑制物。

  42. AP-1 磷酸化AP-1家族，促进IL-2基因转录

  43. PKC参与调节的主要细胞效应： • 对膜离子转运功能的调节； • 对膜受体功能的调节； • 参与生物活性物质的合成与分泌； • 参与糖代谢的调节； • 对转录过程的调节。

  44. 四、双信使途径之间的相互作用　 　　　在大多数情况下，DAG/PKC 通路和 IP3/Ca2+通路相互协同起作用。如血小板活化、平滑肌收缩、基因表达调控、细胞增殖等生理活动都需要两条通路的协同。

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