G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的蛋白激酶C激活及其下游信號(hào)通路機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-23 23:01
20世紀(jì)80年代,蛋白激酶C(PKC)因其作為一種二酰甘油敏感的酶,同時(shí)也是強(qiáng)效促腫瘤因子佛波酯的“受體”而引起人們的廣泛關(guān)注。PKC的發(fā)現(xiàn)解決了科學(xué)界長(zhǎng)達(dá)25年的疑問,即促進(jìn)脂質(zhì)水解的激動(dòng)劑是怎樣去改變細(xì)胞生理活動(dòng)的。PKC屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶家族,其活性的控制是通過自抑制假底物的可逆釋放來實(shí)現(xiàn)的。G蛋白偶聯(lián)受體(GPCRs)在激動(dòng)劑的作用下,可以將胞外信號(hào)傳遞至胞內(nèi),引發(fā)一系列生理活動(dòng),其中尤為重要的一個(gè)方面就是可以通過PKC激活胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK1/2),從而調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、有絲分裂、增殖等,甚至是一些異常的生理過程,如腫瘤的發(fā)生等。因此,進(jìn)行GPCRs介導(dǎo)的蛋白激酶C激活機(jī)制及其下游信號(hào)通路機(jī)制的探究尤為重要。首先,本文的研究用生物信息學(xué)的方法在刺參(Apostichopus japonicus)基因組數(shù)據(jù)信息中挖掘得到Kisspeptin及其受體的相關(guān)基因,并進(jìn)行功能性鑒定和研究分析。編碼AjKiss前體的基因可以翻譯得到一條長(zhǎng)為180個(gè)氨基酸的前體肽,可以進(jìn)一步水解產(chǎn)生兩條成熟的C末端酰胺化多肽,即AjKiss1a(32個(gè)氨基酸)和AjKiss1b(18個(gè)氨基酸)...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:134 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
G蛋白偶聯(lián)受體的激活和調(diào)節(jié)Fig.1.1ActivationandregulationofGPCR
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文文獻(xiàn)綜述5/120圖1.2G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的Ca2+和PKC經(jīng)典信號(hào)通路。Fig.1.2GPCRs-mediatedclassicalsignalingpathwaysofCa2+andPKC.1.4PKC的發(fā)現(xiàn)PKC最初是因日本神戶大學(xué)西塚泰美(YasutomiNishizuka)及其同事在牛和大鼠大腦中提取到了能使組蛋白(Histone)和魚精蛋白(Protamine)磷酸化的組分而被發(fā)現(xiàn)的。在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下,他們發(fā)現(xiàn)使該組分具有活性的唯一要求是Mg2+的存在,因而將這種新發(fā)現(xiàn)的激酶命名為蛋白激酶M(PKM)[59,60]。隨著深入研究的發(fā)現(xiàn),即Ca2+依賴性的蛋白酶水解作用可以產(chǎn)生PKM,研究者紛紛開始尋找PKM的前體酶。歷經(jīng)兩年,神戶大學(xué)研究組發(fā)現(xiàn)PKM前體酶的活性可以被提取到的腦磷脂(即磷脂酰絲氨酸,PS)[61]和“微量雜質(zhì)”(即DAG)[62]激活。至此,研究者才終于意識(shí)到,原來這個(gè)新的激酶就是激動(dòng)劑引起的脂質(zhì)水解到細(xì)胞生理活動(dòng)改變這一過程中所缺失的重要環(huán)節(jié)。PKM的命名顯然已不再適用,因而被更名為Ca2+、磷脂質(zhì)依賴性的蛋白激酶,即PKC[61,63]。Huang和他的同事隨后發(fā)現(xiàn),從大鼠腦中分離得到的PKC在羥基磷灰石柱上會(huì)被分離成三個(gè)不同的類型,即I型、II型和III型,從而引入了PKC具有多個(gè)同工酶的觀點(diǎn)[64]。1986年,PKCα、β和γ(對(duì)應(yīng)前面提到的III型、II型和I型)被克隆得到,而且它們具有極為相似的結(jié)構(gòu),即整個(gè)肽鏈都是由保守結(jié)構(gòu)域C1、C2、
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文文獻(xiàn)綜述7/120圖1.3蛋白激酶C結(jié)構(gòu)域組成。Fig.1.3SchematicshowingthedomainstructureofPKC.1.4.1.1假底物(Pseudosubstrate)假底物片段是調(diào)節(jié)PKC的關(guān)鍵分子開關(guān),由與底物序列類似的基本氨基酸序列組成,但在磷酸接受位點(diǎn)(Phospho-acceptorsite)上則被丙氨酸(Ala)替代[83];诩俚孜锲涡蛄腥斯ず铣傻亩嚯呐cPKC激酶結(jié)構(gòu)域的親和力很弱[84],完全不能夠達(dá)到完整蛋白結(jié)構(gòu)中假底物片段對(duì)于激酶結(jié)構(gòu)域的自抑制效果。正是由于較低的親和力,即使;,合成的假底物多肽還是不能夠作為PKC的有效抑制劑來使用[85]。此外,PKC家族各個(gè)成員的假底物片段相互之間幾乎沒有選擇性,這也進(jìn)一步說明在細(xì)胞中使用合成的假底物肽進(jìn)行PKC亞型特異性研究是行不通的[86,87]。而人工合成的蛋白激酶A(ProteinkinaseA,PKA)抑制肽PKI則完全不同,它對(duì)PKA具有nM級(jí)的親和力和較好的選擇特異性,完全可以有效抑制PKA在細(xì)胞中的表達(dá)和功能[88]。1.4.1.2C1結(jié)構(gòu)域所有PKC亞型都有C1結(jié)構(gòu)域,對(duì)DAG無(aPKCs)、低(cPKCs)或高(nPKCs)親和力。cPKCs和nPKCs具有C1A-C1B串聯(lián)組成的C1結(jié)構(gòu)域(如圖1.3所示)。雖然當(dāng)C1A和C1B兩個(gè)結(jié)構(gòu)域被單獨(dú)分離出來時(shí)都能夠與DAG結(jié)合,但在生理?xiàng)l件下,完整的蛋白結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)會(huì)與DAG結(jié)合[89]。PKCβII和PKCδ突變體的相關(guān)研究表明,C1B結(jié)構(gòu)域是主要的DAG感應(yīng)器[90-92]。值得注意的是,PKD的C1結(jié)構(gòu)域也是由C1A-C1B串聯(lián)組成的,而C1B結(jié)構(gòu)域同
本文編號(hào):3358756
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【學(xué)位級(jí)別】:博士
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G蛋白偶聯(lián)受體的激活和調(diào)節(jié)Fig.1.1ActivationandregulationofGPCR
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文文獻(xiàn)綜述5/120圖1.2G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的Ca2+和PKC經(jīng)典信號(hào)通路。Fig.1.2GPCRs-mediatedclassicalsignalingpathwaysofCa2+andPKC.1.4PKC的發(fā)現(xiàn)PKC最初是因日本神戶大學(xué)西塚泰美(YasutomiNishizuka)及其同事在牛和大鼠大腦中提取到了能使組蛋白(Histone)和魚精蛋白(Protamine)磷酸化的組分而被發(fā)現(xiàn)的。在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下,他們發(fā)現(xiàn)使該組分具有活性的唯一要求是Mg2+的存在,因而將這種新發(fā)現(xiàn)的激酶命名為蛋白激酶M(PKM)[59,60]。隨著深入研究的發(fā)現(xiàn),即Ca2+依賴性的蛋白酶水解作用可以產(chǎn)生PKM,研究者紛紛開始尋找PKM的前體酶。歷經(jīng)兩年,神戶大學(xué)研究組發(fā)現(xiàn)PKM前體酶的活性可以被提取到的腦磷脂(即磷脂酰絲氨酸,PS)[61]和“微量雜質(zhì)”(即DAG)[62]激活。至此,研究者才終于意識(shí)到,原來這個(gè)新的激酶就是激動(dòng)劑引起的脂質(zhì)水解到細(xì)胞生理活動(dòng)改變這一過程中所缺失的重要環(huán)節(jié)。PKM的命名顯然已不再適用,因而被更名為Ca2+、磷脂質(zhì)依賴性的蛋白激酶,即PKC[61,63]。Huang和他的同事隨后發(fā)現(xiàn),從大鼠腦中分離得到的PKC在羥基磷灰石柱上會(huì)被分離成三個(gè)不同的類型,即I型、II型和III型,從而引入了PKC具有多個(gè)同工酶的觀點(diǎn)[64]。1986年,PKCα、β和γ(對(duì)應(yīng)前面提到的III型、II型和I型)被克隆得到,而且它們具有極為相似的結(jié)構(gòu),即整個(gè)肽鏈都是由保守結(jié)構(gòu)域C1、C2、
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文文獻(xiàn)綜述7/120圖1.3蛋白激酶C結(jié)構(gòu)域組成。Fig.1.3SchematicshowingthedomainstructureofPKC.1.4.1.1假底物(Pseudosubstrate)假底物片段是調(diào)節(jié)PKC的關(guān)鍵分子開關(guān),由與底物序列類似的基本氨基酸序列組成,但在磷酸接受位點(diǎn)(Phospho-acceptorsite)上則被丙氨酸(Ala)替代[83];诩俚孜锲涡蛄腥斯ず铣傻亩嚯呐cPKC激酶結(jié)構(gòu)域的親和力很弱[84],完全不能夠達(dá)到完整蛋白結(jié)構(gòu)中假底物片段對(duì)于激酶結(jié)構(gòu)域的自抑制效果。正是由于較低的親和力,即使;,合成的假底物多肽還是不能夠作為PKC的有效抑制劑來使用[85]。此外,PKC家族各個(gè)成員的假底物片段相互之間幾乎沒有選擇性,這也進(jìn)一步說明在細(xì)胞中使用合成的假底物肽進(jìn)行PKC亞型特異性研究是行不通的[86,87]。而人工合成的蛋白激酶A(ProteinkinaseA,PKA)抑制肽PKI則完全不同,它對(duì)PKA具有nM級(jí)的親和力和較好的選擇特異性,完全可以有效抑制PKA在細(xì)胞中的表達(dá)和功能[88]。1.4.1.2C1結(jié)構(gòu)域所有PKC亞型都有C1結(jié)構(gòu)域,對(duì)DAG無(aPKCs)、低(cPKCs)或高(nPKCs)親和力。cPKCs和nPKCs具有C1A-C1B串聯(lián)組成的C1結(jié)構(gòu)域(如圖1.3所示)。雖然當(dāng)C1A和C1B兩個(gè)結(jié)構(gòu)域被單獨(dú)分離出來時(shí)都能夠與DAG結(jié)合,但在生理?xiàng)l件下,完整的蛋白結(jié)構(gòu)中只有一個(gè)會(huì)與DAG結(jié)合[89]。PKCβII和PKCδ突變體的相關(guān)研究表明,C1B結(jié)構(gòu)域是主要的DAG感應(yīng)器[90-92]。值得注意的是,PKD的C1結(jié)構(gòu)域也是由C1A-C1B串聯(lián)組成的,而C1B結(jié)構(gòu)域同
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