第七章IP3信号转导.ppt

第七章第七章IP3、、DAG与信号转导第七章第七章IP3信号转导信号转导1．掌握．掌握IP3/Ca2+和和DAG/PKC信号信号传递途径的途径的基本基本过程；程；PLC水解膜上肌醇磷脂水解膜上肌醇磷脂产生生IP3和和DAG；；DAG激活激活PKC信号途径信号途径2．熟悉．熟悉IP3激活激活Ca2+信号途径信号途径 【【目的要求目的要求】】 第七章第七章IP3信号转导信号转导一、一、IP3和和DAG双信使途径　双信使途径　　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导　双信使途径介　双信使途径介导许多重要的生物多重要的生物过程：程：　　　如受精、感光、　　　如受精、感光、细胞增殖、分泌、神胞增殖、分泌、神经活活动、血小板聚集、平滑肌收、血小板聚集、平滑肌收缩等　　　偶　　　偶联肌醇磷脂水解的受体有多种肌醇磷脂水解的受体有多种第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　PI3K第七章第七章IP3信号转导信号转导二、肌醇磷脂信号分子的二、肌醇磷脂信号分子的产生与生与灭活　活　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导　　（一）肌醇磷脂的（一）肌醇磷脂的酶解作用解作用　　　　　　　　PI4KPIPK磷酸磷酸酶磷酸磷酸酶第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　PI3K参与三种肌醇磷脂相互参与三种肌醇磷脂相互间的的转变PI3KPIPI(3)PPI4KPI(4)PPI3KPI(3,4)P2PI4KPI(4,5)P2PIPKPI3KPI(3,4,5)P3第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　PI3K参与三种肌醇磷参与三种肌醇磷脂相互脂相互间的的转变第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　PLC肌醇磷脂的水解肌醇磷脂的水解第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　　　　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导　　PI3K（二）（二）IP3的的灭活活　　第七章第七章IP3信号转导信号转导　　（三）（三）DAG的降解的降解　　第七章第七章IP3信号转导信号转导三、三、IP3/Ca2+和和DAG/PKC信号信号传递途径　途径　双信使途径的基本双信使途径的基本过程：程：　　　　　　　　　　 　　　　胞外信号胞外信号膜受体膜受体PLCPIP2IP3Ca2＋＋信号途径信号途径PKC信号途径信号途径DAG第七章第七章IP3信号转导信号转导　　（一）（一） PLC水解膜上肌醇磷脂水解膜上肌醇磷脂产生生IP3和和DAG　　　　　　　　PLC  PLC  PLC  三种三种PLC第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　RTK激活激活PLC γ第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　NRTK激活激活PLC γ第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　　　　　　　GPCR激活激活PLC β第七章第七章IP3信号转导信号转导　　（二）（二）IP3 激活激活 Ca2+ 信号途径信号途径　　　　　　　　膜膜电位、受体位、受体G蛋白、蛋白、PKA胞胞浆Ca2+（（1 mol/L））膜膜钙通道通道IP3内内质网网钙通道通道PKC第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　　　　　The Calcium-regulated Protease 胞内胞内Ca2+增加增加产生的效生的效应第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　　　　　　　胞内胞内Ca2+增加增加产生的效生的效应：：　　　　细胞运胞运动、肌肉收、肌肉收缩、神、神经轴浆流流动、、染色体移染色体移动、神、神经递质合成与合成与释放、入胞与放、入胞与出胞出胞过程、糖原分解与合成、程、糖原分解与合成、环核苷酸的代核苷酸的代谢调节、多种激素、、多种激素、药物和毒物的作用、物和毒物的作用、营养物养物质的消化吸收、凝血和的消化吸收、凝血和伤口愈合等。

口愈合等第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　　　　　IP3受体受体为四聚体每个四聚体每个亚基含有三个基含有三个结构域：构域：　　　　　　　　　　　　　　　　　　配体配体结合域合域调节/转导域域通道域通道域NC第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　　　IP3受体受体第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　　影响　影响IP3R钙通道活性的因素：通道活性的因素：　　　　　　Ca2＋＋　　　　　　　　　　促促进开放：开放：巯基基试剂、、ATP　　　抑制开放：肝素、　　　抑制开放：肝素、 Mg2＋＋与与H＋＋　　　被　　　被PKA磷酸化后磷酸化后对IP3敏感性下降敏感性下降　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　1. 钙库　　肌　　肌细胞－－肌胞－－肌质网系网系统(SR)　　非肌　　非肌细胞－－内胞－－内质网网(ER) 　　　　钙库具具备：：　　　　高　　　　高浓度的度的钙　　　　高容量低　　　　高容量低亲和力的和力的钙结合蛋白合蛋白　　　　　　　　ATP酶系系统　　　　　　　　钙释放受体通道放受体通道第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　（（1）） Ca2＋＋结合蛋白合蛋白　　　　①①EF手（手（EF hand）型蛋白：）型蛋白：CaM、、肌肌钙蛋白蛋白C、肌球蛋白、肌球蛋白轻链、、视锥蛋白、蛋白、钙视网膜蛋白等。

网膜蛋白等　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　　　　　②② Ca2＋＋/磷脂磷脂结合蛋白：合蛋白：　　　是一种可　　　是一种可结合磷脂的合磷脂的Ca2＋＋结合蛋白，合蛋白，与磷脂的与磷脂的结合可以使其合可以使其Ca2＋＋亲和性和和性和酶活性增加活性增加　　　如膜　　　如膜联蛋白族和蛋白族和C2区区结构蛋白第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　  膜膜联蛋白族蛋白族　　　介　　　介导膜融合、促膜融合、促进细胞分泌、控制胞分泌、控制激素与激素与递质释放、抑制放、抑制PLA2与与PKC的活的活性、参与性、参与细胞增殖与分化　　胞增殖与分化　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　C2区区结构蛋白构蛋白　　　　　　C2区名称源于区名称源于cPKC的的Ca2＋＋/磷脂磷脂结合域，含有合域，含有C2区的蛋白称区的蛋白称为C2蛋白　　　　　　PKC、、PLA2、、PLC、、GAP、突触、突触结合蛋白等都属于合蛋白等都属于C2蛋白　　　它　　　它们具有具有Ca2＋＋依依赖性性转位，并可与位，并可与细胞内活化的胞内活化的PKC受体（受体（receptors for activated PKC，，RACK））结合。

　　合　　第七章第七章IP3信号转导信号转导第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　　　　　③③ Ca2＋＋储存蛋白：存蛋白：　　包括肌集　　包括肌集钙蛋白（蛋白（calsequestrin，，CSQ）、）、钙卫蛋白（蛋白（calprotectin）、）、类肌集肌集钙蛋白（蛋白（calsequestrin-like protein，，CLP）等，具有高）等，具有高Ca2＋＋结合容合容量和低量和低Ca2＋＋亲和性 第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　（（2）） Ca2＋＋释放通道受体放通道受体　　　有　　　有Ryanodine受体（受体（RyR）和）和IP3受受体　　　　　　　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　　　　　Ca2＋＋对于于IP3受体和受体和RyR受体具有双向受体具有双向作用　　　　　　钙波：胞内波：胞内钙库反复通反复通过正反正反馈效效应机制周期性地机制周期性地释放放钙，， Ca2＋＋升高以螺升高以螺旋形式向全旋形式向全细胞胞扩散　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　　　 Ca2＋＋波波　　　　　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　2.  Ca2＋＋的信号的信号传递　　　依靠　　　依靠细胞内外的胞内外的Ca2＋＋浓度差，有度差，有时间和空和空间两种两种传递形式：形式：　　　空　　　空间形式，亦称形式，亦称Ca2＋＋波；波；　　　　　　时间形式，称形式，称为Ca2＋＋振振荡，是，是Ca2＋＋周期性瞬周期性瞬变，以，以频率率编码外来刺激的信外来刺激的信息。

　　息　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　3.  Ca2＋＋平衡的平衡的维持持　　　　　　　　细胞内胞内[Ca2＋＋]蛋白蛋白质表达异常、激活表达异常、激活Ca2＋＋依依赖性蛋白激性蛋白激酶蛋白蛋白质降解、活化核酸内切降解、活化核酸内切酶引起引起DNA分解分解不可逆的不可逆的细胞胞损伤第七章第七章IP3信号转导信号转导　　　　　　　　　　                                                                    Partial interaction map of PDGF receptor-mediated intracellular signaling.  Broken arrows signify multiple steps.细胞内胞内[Ca2＋＋]的的调节第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　（（1）） 质膜膜钙泵(Ca2＋＋-ATP酶)　　　依　　　依赖ATP将胞内的将胞内的Ca2＋＋排到胞外排到胞外　　　主要受　　　主要受CaM、酸性磷脂和激、酸性磷脂和激酶介介导的磷酸化所的磷酸化所调控　　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　（（2）） Na＋＋/Ca2＋＋交交换　　　　　　Na＋＋/Ca2＋＋交交换的能量来源于的能量来源于Na＋＋的的电化学梯度与膜化学梯度与膜电位，主要受胞内外位，主要受胞内外Ca2＋＋和和Na＋＋的的浓度以及度以及ATP的支配。

的支配　　　　cytosol第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　（（3）） 胞内胞内钙库Ca2＋＋-ATP酶　　　有多种异构体，并具　　　有多种异构体，并具组织特异性，特异性，统称称为内内质网网钙泵（（SERCA）　　　能被　　　能被PKA和和CaMK活化　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　　　　　　　内内质网网Ca2＋＋泵第七章第七章IP3信号转导信号转导　　（三）（三） DAG激活激活PKC信号途径信号途径　　　　　　　　　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　活化的　　活化的PKC可使多种蛋白可使多种蛋白质磷酸化：磷酸化：•激活激活AC，，调节cAMP的的浓度；度；•对基因基因转录激活激活调节：：　　磷酸化　　磷酸化AP-1家族；家族；　　磷酸化　　磷酸化转录因子抑制物因子抑制物第七章第七章IP3信号转导信号转导AP-1磷酸化磷酸化AP-1家族，促家族，促进IL-2基因基因转录第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　　　第七章第七章IP3信号转导信号转导 　　　　PKC参与参与调节的主要的主要细胞效胞效应：：•对膜离子膜离子转运功能的运功能的调节；；•对膜受体功能的膜受体功能的调节；；•参与生物活性物参与生物活性物质的合成与分泌；的合成与分泌；•参与糖代参与糖代谢的的调节；；•对转录过程的程的调节。

第七章第七章IP3信号转导信号转导。