蛋白激酶与磷酸酶课件.pptx
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1、蛋白激酶与磷酸酶,1,蛋白质翻译后修饰,Post-translational modifications (PTMs) 磷酸化修饰(Phosphorylation ) 糖基化修饰(Glycosylation ) 泛素化修饰(Ubiquitination ) 乙酰化修饰(Acetylation ) 甲基化修饰(Methylation ) SUMOylation,2,磷酸化修饰的氨基酸,3,蛋白质的磷酸化修饰,导致受体蛋白的激活或失活; 2% 蛋白质的磷酸化修饰发生在Tyr残基上; 大部分的早期信号转导是由酪氨酸蛋白激酶介导的(protein tyrosine kinase, PTKs); Ser
2、/Thr磷酸化修饰多发生于信号转导级联反应的下游。,4,5,蛋白激酶将ATP末端的磷酸基团转移到蛋白质侧链的羟基上; 磷酸酶催化蛋白质侧链上磷酸基团的水解。,蛋白激酶与磷酸酶,6,30%的蛋白质可以发生磷酸化修饰,人类的激酶组包括518蛋白激酶基因,其中218个基因与人类疾病的发生发展密切相关,约30个基因是肿瘤抑制基因,约100个为原癌基因,Human Kinome,约占人类基因总数的1.7%,7,蛋白激酶的结构,激酶结构域(Kinase domain) 调节结构域(Regulatory domain) 靶向性结构域(Targeting domain),8,蛋白激酶的分类,酪氨酸蛋白激酶 丝
3、氨酸/苏氨酸蛋白激酶 (PKC,MAPK,Plk,Rho Kinases) 双特异性蛋白激酶 (MAPKK) 磷酯酰肌醇激酶 ( PI3K),受体激酶 (EGFR,FGFR,PDGFR),非受体激酶 (JAK,Src,Abl),9,受体酪氨酸激酶(RTK),受体酪氨酸激酶包括大多数生长因子的受体,参与了细胞的多种生命活动如细胞的生长、细胞形态与细胞周期调控、基因的转录与细胞凋亡等; RTKs通常是含有单次跨膜结构域的单体蛋白分子,与配基结合后发生二聚体化,使细胞内的结构域靠近,通过自磷酸化而激活; 该家族受体的激活与许多原癌基因的活化密切相关。,10,Six subfamilies of re
4、ceptor tyrosine kinases involved in cell growth and differentiation. Only one or two members of each subfamily are indicated. Note that the tyrosine kinase domain is interrupted by a kinase insert region in some of the subfamilies. The functional significance of the cysteine-rich and immunoglobulin-
5、like domains is unknown.,受体酪氨酸激酶(RTK),11,受体二聚体化与激酶的激活,12,Binding of insulin to the alpha subunits causes the beta subunits to phosphorylate themselves (autophosphorylation), thus activating the catalytic activity of the receptor.,胰岛素受体,13,MAPKK可同时催化MAPK激酶的T与Y的磷酸化修饰: 磷酸化位点的三肽模体 TXY ERK TEY p38 TGY JN
6、K TPY MAPK是通过Thr和Tyr的双位点同时磷酸化而被激活。,双特异性蛋白激酶,14,磷酸肌醇循环,PI,o,o,o,o,OH,OH,HO,HO,P,PIP,phosphatidylinositol,phosphoinositides,o,o,o,o,OH,HO,P,3,4,5,HO,15,磷酸肌醇循环,16,PI3K-PKB/Akt信号通路,17,Western blot analysis of whole cell lysates of Jurkat cells, with 0.1M calyculin A for 20 minutes prior to lysis, using
7、Phospho-Thr antibody.,+ PPP inhibitor,蛋白激酶与磷酸酶,18,丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶 (PP1, PP2A); 酪氨酸蛋白磷酸酶 (PTP1B); 双特异性蛋白磷酸酶 (DUSP1); 脂质磷酸酶 (PTEN, SHIP)。,蛋白质磷酸酶,19,Ser/Thr与Tyr蛋白磷酸酶,催化机制: 含有双核的金属离子中心; 通过水分子来进行亲核攻击; 磷酸基团不转移到磷酸酶上,是一步催化反应。 结构上: 数量有限的催化亚基与众多调节亚基配对。,没有金属离子的参与; 通过催化结构域的半胱氨酸残基进行亲核攻击; 形成磷酸基-酶中间体,是二步催化反应。 多基因家族,在
8、单一磷酸酶中同时含有催化与调节结构域。,Ser/Thr磷酸酶 (PP1),Tyr磷酸酶 (PTP, DUSP1),20,Fe O O H O P O-Ser-substrate Zn O,H-His,Ser/Thr蛋白磷酸酶催化模式图,21,PP2A磷酸酶的多样性与复杂性,22,翻译后修饰对磷酸酶功能的调控作用,23,磷酸化修饰的级联反应,Signal molecule,Active protein kinase 1,Active protein kinase 2,Active protein kinase 3,Inactive protein kinase 1,Inactive protei
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