G蛋白偶联受体介导的蛋白激酶C激活及其下游信号通路机制研究
发布时间：2021-08-23 23:01
20世纪80年代,蛋白激酶C（PKC）因其作为一种二酰甘油敏感的酶,同时也是强效促肿瘤因子佛波酯的“受体”而引起人们的广泛关注。PKC的发现解决了科学界长达25年的疑问,即促进脂质水解的激动剂是怎样去改变细胞生理活动的。PKC属于丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族,其活性的控制是通过自抑制假底物的可逆释放来实现的。G蛋白偶联受体（GPCRs）在激动剂的作用下,可以将胞外信号传递至胞内,引发一系列生理活动,其中尤为重要的一个方面就是可以通过PKC激活胞外信号调节激酶（ERK1/2）,从而调节细胞分化、有丝分裂、增殖等,甚至是一些异常的生理过程,如肿瘤的发生等。因此,进行GPCRs介导的蛋白激酶C激活机制及其下游信号通路机制的探究尤为重要。首先,本文的研究用生物信息学的方法在刺参（Apostichopus japonicus）基因组数据信息中挖掘得到Kisspeptin及其受体的相关基因,并进行功能性鉴定和研究分析。编码AjKiss前体的基因可以翻译得到一条长为180个氨基酸的前体肽,可以进一步水解产生两条成熟的C末端酰胺化多肽,即AjKiss1a（32个氨基酸）和AjKiss1b（18个氨基酸）...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
G蛋白偶联受体的激活和调节Fig.1.1ActivationandregulationofGPCR
浙江大学博士学位论文文献综述5/120图1.2G蛋白偶联受体介导的Ca2+和PKC经典信号通路。Fig.1.2GPCRs-mediatedclassicalsignalingpathwaysofCa2+andPKC.1.4PKC的发现PKC最初是因日本神户大学西塚泰美（YasutomiNishizuka）及其同事在牛和大鼠大脑中提取到了能使组蛋白（Histone）和鱼精蛋白（Protamine）磷酸化的组分而被发现的。在当时的实验条件下，他们发现使该组分具有活性的唯一要求是Mg2+的存在，因而将这种新发现的激酶命名为蛋白激酶M（PKM）[59,60]。随着深入研究的发现，即Ca2+依赖性的蛋白酶水解作用可以产生PKM，研究者纷纷开始寻找PKM的前体酶。历经两年，神户大学研究组发现PKM前体酶的活性可以被提取到的脑磷脂（即磷脂酰丝氨酸，PS）[61]和“微量杂质”（即DAG）[62]激活。至此，研究者才终于意识到，原来这个新的激酶就是激动剂引起的脂质水解到细胞生理活动改变这一过程中所缺失的重要环节。PKM的命名显然已不再适用，因而被更名为Ca2+、磷脂质依赖性的蛋白激酶，即PKC[61,63]。Huang和他的同事随后发现，从大鼠脑中分离得到的PKC在羟基磷灰石柱上会被分离成三个不同的类型，即I型、II型和III型，从而引入了PKC具有多个同工酶的观点[64]。1986年，PKCα、β和γ（对应前面提到的III型、II型和I型）被克隆得到，而且它们具有极为相似的结构，即整个肽链都是由保守结构域C1、C2、
浙江大学博士学位论文文献综述7/120图1.3蛋白激酶C结构域组成。Fig.1.3SchematicshowingthedomainstructureofPKC.1.4.1.1假底物（Pseudosubstrate）假底物片段是调节PKC的关键分子开关，由与底物序列类似的基本氨基酸序列组成，但在磷酸接受位点（Phospho-acceptorsite）上则被丙氨酸（Ala）替代[83]。基于假底物片段序列人工合成的多肽与PKC激酶结构域的亲和力很弱[84]，完全不能够达到完整蛋白结构中假底物片段对于激酶结构域的自抑制效果。正是由于较低的亲和力，即使酰基化，合成的假底物多肽还是不能够作为PKC的有效抑制剂来使用[85]。此外，PKC家族各个成员的假底物片段相互之间几乎没有选择性，这也进一步说明在细胞中使用合成的假底物肽进行PKC亚型特异性研究是行不通的[86,87]。而人工合成的蛋白激酶A（ProteinkinaseA,PKA）抑制肽PKI则完全不同，它对PKA具有nM级的亲和力和较好的选择特异性，完全可以有效抑制PKA在细胞中的表达和功能[88]。1.4.1.2C1结构域所有PKC亚型都有C1结构域，对DAG无（aPKCs）、低（cPKCs）或高（nPKCs）亲和力。cPKCs和nPKCs具有C1A-C1B串联组成的C1结构域（如图1.3所示）。虽然当C1A和C1B两个结构域被单独分离出来时都能够与DAG结合，但在生理条件下，完整的蛋白结构中只有一个会与DAG结合[89]。PKCβII和PKCδ突变体的相关研究表明，C1B结构域是主要的DAG感应器[90-92]。值得注意的是，PKD的C1结构域也是由C1A-C1B串联组成的，而C1B结构域同
本文编号：3358756
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
G蛋白偶联受体的激活和调节Fig.1.1ActivationandregulationofGPCR
浙江大学博士学位论文文献综述5/120图1.2G蛋白偶联受体介导的Ca2+和PKC经典信号通路。Fig.1.2GPCRs-mediatedclassicalsignalingpathwaysofCa2+andPKC.1.4PKC的发现PKC最初是因日本神户大学西塚泰美（YasutomiNishizuka）及其同事在牛和大鼠大脑中提取到了能使组蛋白（Histone）和鱼精蛋白（Protamine）磷酸化的组分而被发现的。在当时的实验条件下，他们发现使该组分具有活性的唯一要求是Mg2+的存在，因而将这种新发现的激酶命名为蛋白激酶M（PKM）[59,60]。随着深入研究的发现，即Ca2+依赖性的蛋白酶水解作用可以产生PKM，研究者纷纷开始寻找PKM的前体酶。历经两年，神户大学研究组发现PKM前体酶的活性可以被提取到的脑磷脂（即磷脂酰丝氨酸，PS）[61]和“微量杂质”（即DAG）[62]激活。至此，研究者才终于意识到，原来这个新的激酶就是激动剂引起的脂质水解到细胞生理活动改变这一过程中所缺失的重要环节。PKM的命名显然已不再适用，因而被更名为Ca2+、磷脂质依赖性的蛋白激酶，即PKC[61,63]。Huang和他的同事随后发现，从大鼠脑中分离得到的PKC在羟基磷灰石柱上会被分离成三个不同的类型，即I型、II型和III型，从而引入了PKC具有多个同工酶的观点[64]。1986年，PKCα、β和γ（对应前面提到的III型、II型和I型）被克隆得到，而且它们具有极为相似的结构，即整个肽链都是由保守结构域C1、C2、
浙江大学博士学位论文文献综述7/120图1.3蛋白激酶C结构域组成。Fig.1.3SchematicshowingthedomainstructureofPKC.1.4.1.1假底物（Pseudosubstrate）假底物片段是调节PKC的关键分子开关，由与底物序列类似的基本氨基酸序列组成，但在磷酸接受位点（Phospho-acceptorsite）上则被丙氨酸（Ala）替代[83]。基于假底物片段序列人工合成的多肽与PKC激酶结构域的亲和力很弱[84]，完全不能够达到完整蛋白结构中假底物片段对于激酶结构域的自抑制效果。正是由于较低的亲和力，即使酰基化，合成的假底物多肽还是不能够作为PKC的有效抑制剂来使用[85]。此外，PKC家族各个成员的假底物片段相互之间几乎没有选择性，这也进一步说明在细胞中使用合成的假底物肽进行PKC亚型特异性研究是行不通的[86,87]。而人工合成的蛋白激酶A（ProteinkinaseA,PKA）抑制肽PKI则完全不同，它对PKA具有nM级的亲和力和较好的选择特异性，完全可以有效抑制PKA在细胞中的表达和功能[88]。1.4.1.2C1结构域所有PKC亚型都有C1结构域，对DAG无（aPKCs）、低（cPKCs）或高（nPKCs）亲和力。cPKCs和nPKCs具有C1A-C1B串联组成的C1结构域（如图1.3所示）。虽然当C1A和C1B两个结构域被单独分离出来时都能够与DAG结合，但在生理条件下，完整的蛋白结构中只有一个会与DAG结合[89]。PKCβII和PKCδ突变体的相关研究表明，C1B结构域是主要的DAG感应器[90-92]。值得注意的是，PKD的C1结构域也是由C1A-C1B串联组成的，而C1B结构域同
本文编号：3358756
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