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1 跨膜生物信息传递途径、主要方式及其生理和病理意义 1

1.1 跨膜生物信息传递的主要途径及其相互关系 1

1.1.1 跨膜生物信息传递的主要途径 1

1.1.1.1 腺甘酸环化酶(AC)激活途径即cAMP途径(β受体途径) 1

1.1.1.2 磷脂酰肌醇代谢途径(α受体途径) 5

1.1.1.3 酪氨酸蛋白激酶(TPK)途径 6

出版前言 7

1.1.1.4 离子通道和离子泵途径 7

1.1.2 细胞内生物信息传递途径的相互关系 7

1.2 生物信息跨膜传递的原发机制、中心环节和主要方式 9

1.2.1 生物信息跨膜传递的原发机制是信息分子激发受体激活蛋白激酶和制动膜磷脂代谢或开关离子通道 9

序言 9

1.2.2 生物信息跨膜传递的中心环节是第二信使的产生 11

1.2.2.1 第二信使的发现 11

1.2.2.2 第二信使的种类、结构和功能 15

1.2.3 细胞内生物信息传递的主要方式是蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的蛋白质磷酸化和磷蛋白去磷酸化 16

1.2.3.1 细胞内蛋白激酶种类和细胞定位 16

1.2.3.2 蛋白质磷酸化和去磷酸化是细胞内生物信息传递的主要方式 18

1.3 跨膜生物信息传递与细胞代谢调控、生长、增殖和癌变的关系 20

1.3.1 细胞生物信息传递主要途径与细胞代谢调控、生长、增殖的关系 20

1.3.2 细胞癌变的分子基础 21

1.3.2.1 癌基因、原癌基因及其活化为癌基因的方式 22

1.3.2.2 癌蛋白和原癌基因编码蛋白 24

1.3.2.4 核癌蛋白与抗癌蛋白的相互作用 28

1.3.2.3 抗癌基因和抗癌蛋白 28

2 蛋白激酶和蛋白磷酸酶 32

2.1 丝氨酸蛋白激酶 32

2.1.1 A激酶(依赖cAMP的蛋白激酶、cAdPK) 32

2.1.1.1 A激酶的激活过程 32

2.1.1.2 A激酶的生理功能及其作用机理 33

2.1.1.3 核内的依赖cAMP的蛋白激酶(cAdPK) 38

2.1.2 C激酶(依赖Ca2+和磷脂的蛋白激酶) 38

2.1.2.1 C激酶的激活及其作用底物 39

2.1.2.2 C激酶活化的机理 40

2.1.2.3 C激酶催化胰岛素受体、钙调蛋白(CaM)磷酸化及其生理意义 41

2.1.2.4 C激酶催化表皮生长因子(EGF)受体磷酸化及其生物学意义 42

2.1.3.1 鸟苷酸环化酶(GC)的激活和cGMP的产生 43

2.1.3 G激酶(依赖cGMP的蛋白激酶) 43

2.1.3.2 激活鸟苷酸环化酶(GC)的因素 44

2.1.3.3 cGMP的生理功能 44

2.1.3.4 G激酶的生理功能及其作用机制 46

2.1.4 钙调蛋白(Calmodulin,CaM)与Ca2+·CaM激活的蛋白激酶 47

2.1.4.1 钙调蛋白(CaM) 47

2.1.4.2 Ca2+·CaM激活酶和蛋白激酶 48

2.1.4.3 CaM与A激酶的关系 51

2.1.5 不依赖环核苷酸(cAMP、cGMP)和CaM的蛋白激酶 52

2.1.5.1 酪蛋白激酶Ⅰ 52

2.1.5.2 酪蛋白激酶Ⅱ 52

2.1.5.3 丙酮酸脱氢酶激酶 53

2.1.5.4 糖原合成酶激酶-3 53

2.1.5.6 视紫红质蛋白激酶 54

2.1.5.5 依赖双链RNA(dsRNA)起始因子-2α(elF-2α)蛋白激酶(dsI) 54

2.1.5.7 依赖多胺的蛋白激酶和鸟氨酸脱羧酶磷酸化 55

2.1.6 激酶M 55

2.1.7 激酶HK2 55

2.1.8 H3激酶 55

2.1.9 激酶NⅡ 55

2.1.10 真核起始因子-2(elF-2)激酶与elF-2蛋白磷酸化的意义 56

2.1.11 胰岛素(INS)敏感性丝氨酸蛋白激酶 58

2.1.11.1 胰岛素(INS)激活与膜结合的丝氨酸蛋白激酶 58

2.1.11.2 细胞质、胞核胰岛素(INS)敏感的丝按酸蛋白激酶 58

2.1.12.1 A激酶Ⅱ自身磷酸化与激酶激活的关系 61

2.1.12 丝氨酸蛋白激酶(Ser-PK)自身磷酸化 61

2.1.12.2 G激酶自身磷酸化与分子结构模型 62

2.1.12.3 C激酶自身磷酸化是跨膜信息放大的必要步骤 64

2.1.12.4 Ca2+·CaM激酶Ⅱ自身磷酸化与不依赖Ca2+的激酶活性的产生 64

2.1.13 丝氨酸蛋白激酶与细胞癌变的关系 66

2.2 丝氨酸蛋白激酶在肌肉收缩中的调节作用 67

2.2.1 横纹肌肌丝纤维的基本组成 67

2.2.1.1 粗丝分子组成 67

2.2.1.2 细丝分子组成 67

2.2.2 肌肉收缩的启动 67

2.2.3 横纹肌与平滑肌基本组成的区别及其不同的调节机制 68

2.2.3.1 肾上腺素(β)对横纹肌和平滑肌的不同生理效应 68

2.2.3.2 蛋白激酶对横纹肌和平滑肌收缩的调节机理 68

2.3.1 特异性酪氨酸蛋白激酶的存在 71

2.3 酪氨酸蛋白激酶(TPK) 71

2.3.2 癌蛋白酪氨酸蛋白激酶(TPK) 73

2.3.3 生长因子受体酪氨酸蛋白激酶(TPK) 74

2.3.3.1 胰岛素(INS)受体激酶 75

2.3.3.2 表皮生长因子-α(EG-2)受体激酶 75

2.3.3.3 血小板衍生生长因子(PDGF)受体激酶 76

2.3.3.4 类胰岛素-1(IGF-1)受体激酶 77

2.3.3.5 转化生长因子(TGF)及其受体激酶 77

2.3.3.6 白细胞介素-2(IL-2)受体激酶 77

2.3.4 酪氨酸蛋白激酶(TPK)自身磷酸化 78

2.3.5 某些致癌因素对细胞酪氨酸蛋白磷酸化的影响 78

2.3.6 酪氨酸蛋白激酶与细胞癌变的关系 78

2.3.3.8 克隆刺激因子-1(CSF-1)受体激酶 78

2.3.3.7 成纤维细胞生长因子(FGF)受体激酶 78

2.4 碱性氨基酸蛋白激酶(P-N激酶) 80

2.5 蛋白磷酸酶 80

2.5.1 蛋白磷酸酶的分类 80

2.5.2 蛋白磷酸酶在胞内生物信息传递中的作用 81

2.5.2.1 丝氨酸或苏氨酸蛋白磷酸酶在胞内生物信息传递中的作用 81

2.5.2.2 酪氨酸蛋白磷酸酶在胞内生物信息传递中的作用 82

3 受体蛋白质蛋白磷酸化与信息传递 87

3.1 膜受体功能调节的方式 87

3.1.1 非共价键相互作用调节受体功能 87

3.1.1.1 膜电位改变 87

3.1.3 受体蛋白磷酸化和去磷酸化是调节受体功能、活性最重要和最普遍的方式 88

3.1.2.3 受体蛋白磷酸化与去磷酸化调节 88

3.1.2.1 二硫键与巯基互变反应 88

3.1.2.2 受体蛋白水解 88

3.1.2 化学修饰调节 88

3.1.1.4 膜磷脂环境改变 88

3.1.1.3 别构作用 88

3.1.1.2 细胞表面受体分布状态的改变 88

3.2 胰岛素受体蛋白磷酸化与其生理功能的关系 90

3.2.1 胰岛素与质膜受体作用 90

3.2.1.1 胰岛素受体(INS-R)的分子结构 90

3.2.1.2 胰岛素受体磷酸化对受体激酶活性的调节 91

3.2.1.3 胰岛素受体激酶(TPK)在胰岛素信息传递中的作用 96

3.2.2 胰岛素与核膜受体结合及其生理效应 104

3.3 表皮生长因子及其受体磷酸化 104

3.3.2 EGF受体磷酸化及其生物学效应 106

3.3.1 表皮生长因子(EGF)在组织生长、分化中的作用及与转化生长因子(TGF)的关系 106

3.3.3 EGF受体和癌蛋白的关系 110

3.4 血小板衍生生长因子(PDGF)及其受体磷酸化 111

3.4.1 PDGF一般性质及与转化蛋白的关系 111

3.4.2 PDGF受体磷酸化及其生物学效应 112

3.5 白细胞介素-2及其受体磷酸化 112

3.5.1 白细胞介素-2一般性质及生物学功能 112

3.5.2 白细胞介素-2受体激酶及受体磷酸化 113

3.6 类胰岛素-1成纤维细胞生长因子克隆刺激因子-1受体磷酸化 114

3.7 α1和β2-肾上腺素受体(α1-AR、β2-AR)磷酸化 114

3.8 T细胞抗原受体磷酸化 115

3.9 纤维蛋白原受体磷酸化与受体活化 116

3.10.1 甾体激素受体的种类和一般性质 119

3.10.1.1 糖皮质激素受体(GR) 119

3.10 甾体激素受体磷酸化 119

3.10.1.2 盐皮质激素受体(MR) 121

3.10.1.3 雌激素受体(ER) 121

3.10.1.4 雄激素受体(AR) 121

3.10.1.5 孕激素受体(PR) 121

3.10.2 甾体激素受体磷酸化与激素受体活化的关系 122

3.10.2.1 甾体激素受体磷酸化的证据 123

3.10.2.2 甾体激素受体磷酸化的意义 123

4 离子通道、离子泵与细胞内生物信息传递 127

4.1 离子通道在胞内生物信息传递中的作用 128

4.1.1 电压门控性离子通道 128

4.1.1.1 钠离子通道 128

4.1.1.2 钾离子通道 130

4.1.1.3 钙离子通道 132

4.1.2 配体或化学门控性离子通道 135

4.1.2.1 烟碱乙酰胆碱受体 135

4.1.2.2 γ氨基丁酸受体 138

4.1.2.3 毒蕈碱乙酰胆碱受体 140

4.1.2.4 视杆细胞依赖cGMP的配体敏感性通道 141

4.1.2.5 其他配体门控性离子通道 142

4.2 离子泵在细胞内生物信息传递中的作用 143

4.2.1 Na+-K+-ATP酶(钠泵)磷酸化和去磷酸化与Na+-K+离子跨膜运输 143

4.2.1.1 Na+-K+-ATP酶的结构 143

4.2.1.2 Na+-K+-ATP酶自身磷酸化和去磷酸化，引起酶蛋白变构，推动Na+、K+跨膜运输 144

4.2.2 Ca2+-ATP酶(钙泵)磷酸化与Ca2+主动运输 144

4.2.2.1 Ca2+-ATP酶(钙泵)的结构 145

4.2.2.2 Ca2+-ATP酶的磷酸化和去磷酸化在Ca2+主动运输中的作用 145

4.2.2.3 蛋白激酶对Ca2+转运的调节 146

4.3 细胞内钙浓度调节及钙的生理功能 148

4.3.1 细胞内Ca2+浓度调节的一般机理 148

4.3.2 Ca2+动员激动剂及其作用 149

4.3.3 Ca2+与细胞调节 151

4.3.3.1 Ca2+与钙结合蛋白 151

4.3.3.2 Ca2+与cAMP 152

4.3.3.3 Ca2+与C激酶(PKC) 152

4.3.3.4 Ca2+与磷脂酶C(PLC)和磷脂酶A2(PL A2) 152

4.3.3.5 Ca2+与离子通道 153

5 核内蛋白质磷酸化与核内信息传递 155

5.1.2.2 染色体非组蛋白在发育和分化中的变化 156

5.1.2.1 与细胞增殖有关的非组蛋白的变化 156

5.1.2 非组蛋白与基因活性的关系 156

5.1.1 非组蛋白质的一般性质 156

5.1 非组蛋白磷酸化在核内信息传递中的作用 156

5.1.2.3 激素和药物激活基因时染色体非组蛋白的变化 157

5.1.2.4 细胞在恶性转化中染色体非组蛋白的变化 157

5.1.3 非组蛋白磷酸化在核内信息传递中的作用 157

5.1.3.1 非组磷蛋白的研究方法 157

5.1.3.2 各类非组蛋白磷酸化及其生物学效应 158

5.2 组蛋白磷酸化与核内信息传递 174

5.2.1 组蛋白是染色质的基本组分 174

5.2.2 组蛋白种类、组成和性质 174

5.2.3 组蛋白磷酸化与基因调节 175

5.2.3.1 组蛋白H1磷酸化 175

5.2.3.4 组蛋白H3磷酸化 178

5.2.3.3 组蛋白H2B磷酸化 178

5.2.3.2 组蛋白H2A磷酸化 178

5.2.3.5 组蛋白H4磷酸化 179

5.2.3.6 组蛋白H5磷酸化 179

5.2.3.7 鱼精蛋白(proamines)磷酸化 179

5.3 核内蛋白激酶 180

5.3.1 核内蛋白激酶的种类 180

5.3.1.1 P-N激酶 180

5.3.1.2 P-O激酶 181

5.3.2 核内蛋白激酶活性的调节 183

5.3.2.1 金属离子对蛋白激酶的作用 184

5.3.2.2 多胺 184

5.3.2.3 环核苷酸 184

5.3.2.5 蛋白激酶自身磷酸化 185

5.3.2.4 细胞质蛋白激酶向核内转移 185

5.3.2.6 蛋白激酶与其他大分子化合物的作用 186

5.3.2.7 核内蛋白激酶的激活或新的蛋白激酶的合成 187

5.3.2.7 核内蛋白激酶的其他小分子抑制剂 187

5.4 核内蛋白磷酸酶 187

5.5 蛋白激酶和蛋白磷酸酶对细胞周期的调控 189

5.5.1 P？蛋白激酶的一般特征 189

5.5.2 P？激酶在细胞周期调控中的作用 190

5.5.2.1 在细胞由G1→S期、P？激酶催化底物蛋白磷酸化及其生物学作用 190

5.5.2.2 在细胞由G2→M期、P？激酶催化底物蛋白磷酸化及其生物学作用 192

5.5.3 P？激酶活性的调节 194

5.5.3.1 磷酸化和去磷酸化对P？激酶活性调节 194

5.5.3.2 周期素对P？激酶活性的调节 195

5.5.3.3 其他因素对P？激酶活性的调节 195

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