1、,磷脂酰肌醇雙信使信號通路,苗華彪,本節(jié)要點,最大特點容,1,IP3/和DAG/PKC途徑,IP3/和DAG/PKC途徑,IP3/Ca2+和DAG/PKC途徑,概念,磷脂酰肌醇途徑 是三種G蛋白偶聯(lián)受體所介導的信號通路中的其中之一，在磷脂酰肌醇信號通路中胞外信號分子與細胞表面G蛋白耦聯(lián)型受體結合，激活質膜上的磷脂酶C（PLC-），使質膜上4，5-二磷酸磷脂酰肌醇（PIP2）水解成1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰甘油（DAG）兩個第二信使，胞外信號轉換為胞內(nèi)信號，這一信號系統(tǒng)又稱為 “雙信使系統(tǒng)”。,最大特點：,胞外信號被膜受體接受后，同時產(chǎn)生兩個胞內(nèi)信使，分別激

2、活兩個不同的信號通路，即IP3/Ca2+和DAG/PKC途徑，實現(xiàn)細胞對外界信號的問答。 兩個信使:IP3和DAG 信號轉導的效應酶:磷脂酶C 信號：Ca2+,系統(tǒng)組成與信號分子,系統(tǒng)組成 由三個成員組成:受體、G蛋白和效應物。G蛋白也是異源三聚體,其亞基上具有GTP/GDP結合位點,作用方式與cAMP系統(tǒng)中的G蛋白完全相同。該系統(tǒng)的效應物是磷酸肌醇特異的磷脂酶C-(phosphatidylinositol-specific phospholipase C-, PI-PLC),此處的表示一種異構體。 信號分子 與該系統(tǒng)受體結合的信號分子有各種激素、神經(jīng)遞質和一些局部介質。,第二信使的產(chǎn)生,該途

3、徑有有三個第二信使:IP3、DAG、Ca2+。產(chǎn)生過程包括磷脂酶C的激活、IP3/DG的生成、 Ca2+的釋放。 磷脂酶C的激活 磷脂酶C相當于cAMP系統(tǒng)中的腺苷酸環(huán)化酶,也是膜整合蛋白,它的活性受G蛋白調節(jié)。當信號分子識別并同受體結合后，激活G蛋白的亞基。激活的G-亞基通過擴散與磷脂酶C接觸，并將磷脂酶C激活。 第二信使IP3/DAG的生成 被激活的磷脂酶C水解質膜上的4，5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)， 產(chǎn)生三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DAG) 。,IP3/Ca2+：IP3與內(nèi)質網(wǎng)上的IP3配體門鈣通道結合，開啟鈣通道，使胞內(nèi)Ca2+濃度升高，激活各類依賴鈣離子的蛋白。鈣調蛋白：由

4、單一肽鏈構成，具有四個鈣離子結合部位。結合鈣離子發(fā)生構象改變， 可激活鈣調素依賴性激酶（CaM-Kinase）。細胞對Ca2+的反應取決于細胞內(nèi)鈣結合蛋白和鈣調素依賴性激酶的種類。,DAG/PKC：DG結合于質膜上，可活化與質膜結合的蛋白激酶C（Protein Kinase C，PKC）。 (PKC以非活性形式分布于細胞溶質中，當細胞接受刺激，產(chǎn)生IP3 ，使Ca2+濃度升高，PKC便轉位到質膜內(nèi)表面，被DG活化，PKC可以使蛋白質的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化是不同的細胞產(chǎn)生不同的反應，如細胞分泌、肌肉收縮、細胞增殖和分化等。),IP3和DAG的主要功能,IP3引發(fā)儲存在內(nèi)質網(wǎng)中Ca2+的轉移到

5、細胞質基質中，使胞質中游離Ca2+濃度提高，這一作用幾乎發(fā)生在所有真核細胞中。 DAG結合在質膜上，可活化與質膜結合的蛋白激酶C,IP3信號的終止：是通過去磷酸化形成IP2、或磷酸化為IP4 。Ca2+被質膜上的鈣泵和Na+- Ca2+交換器抽出細胞，或被內(nèi)質網(wǎng)膜上的鈣泵抽回內(nèi)質網(wǎng)。,DAG通過兩種途徑終止其信使作用： -被DG激酶磷酸化成為磷脂酸，進入磷脂酰肌醇循環(huán)； -被DG酯酶水解成單酯酰甘油。 DAG代謝周期很短，不能長期維持PKC活性，而細胞增殖或分化行為的變化又要求PKC長期活性所產(chǎn)生的效應?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)另一種DG生成途徑，即由磷脂酶催化質膜上的磷脂酰膽堿斷裂產(chǎn)生的DG，用來維持PKC的長期效應。,DAG/PKC反應鏈,胞外信號分子G-蛋白偶聯(lián)受體G-蛋白磷脂酶C(PLC)DAG激活PKC蛋白磷酸化或促Na+/H+交換使胞內(nèi)pH,IP3/Ca