《生物化学》常见的第二信使包括哪些

万金油专业2023-05-02  30

第二信使都是小的分子或离子,细胞内有五种最重要的第二信使:

cAMP、cGMP、1, 2-二酰甘油(diacylglycerol, DAG)、1, 4, 5-三磷酸肌醇(inosositol1, 4, 5-trisphosphate, IP3)等。

含氮类激素作用原理——第二信使学说 (second messenger) (1)以环一磷酸腺苷为第二信使的信息传递系统 Sutherland 在进行肝糖原分解实验中发现了一种耐热因子,后来证实为环一磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP),分子量为 3292,它对热稳定,在微酸或微碱溶液中煮沸 30min 仍很稳定。于是Sutherland(1965 年)提出了第二信使学说的概念。CAMP 作为第二信使的基本原则是:①激素作用于完整靶细胞时能引起 cAMP 浓度增加;②激素效应发生在cAMP 浓度升高之后;③外源性 cAMP 可模拟激素的作用;④磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)抑制剂可加强激素作用;⑤能激活靶细胞中 cAMP 依赖的蛋白激酶 (cAMP-dependent protein kinase,APK) 。由于 cAMP 的发现和第二信使的提出,使人们对生命奥秘的认识向前迈了一大步。 为此,Sutherland 获 1975 年诺贝尔医学和生理学奖。 cAMP 产生的关键环节是腺苷酸环化酶(adenylate cyclase, AC)系统,AC 系 统主要由四部分 组成:①受体 (receptor,R) ; ②鸟苷酸结合蛋 白(GTP binding G protein, 蛋白); ③AC 催化亚单位; ④活化 AC 的协同 因子。 以 cAMP 为第二信 使学说的主要内容是:①作为第一信使 的激素与靶细胞膜上特异受体结合;② 激素受体复合物通过 G 蛋白激活膜内侧 腺苷酸环化酶(AC) 在 Mg2存在时 AC , 使 ATP 变成 cAMP; ③cAMP 作为胞内第二信使激活某种 cAMP 依赖的蛋白激 酶,同时 cAMP 被磷酸二酯酶(PDE)水解;④活化的蛋 白激酶(PK)促进胞内许多特异蛋白的磷酸化,导致靶细胞产生生理效应(图 8-2) 。 (2)以三磷酸肌醇和甘油二酯为第二信使的信息传递系统 80 年代, 许多研究结果表明肌醇磷脂的降解是跨膜信号转导(transmembrane signal transduction)的重要步骤,发现了细胞内一条非核苷酸类的第二信使通路,将肌醇脂质代谢中产生的三磷酸肌醇(inositol-145-triphosphate,IP3)和甘油二酯(diacylglycerol,DAG)确认为第二信使。IP3 和 DAG 产生的基本过程是:激素激活细胞膜受体,经 G 蛋白(G-protein)的耦联作用,引发磷脂酶 C(phospholipase C,PLC)活化,活化的 PLC 使二磷酸磷脂酰肌醇 PIP 分解产生大量 IP3 和 DAG 两种信使物质,(phosphatidylinositol-45-bisphophate, 2)二者分别激活两条独立又相互协调的信号传递途径, IP3-Ca2和 DAG-PKC 即 (protein kinase 2 2 2 。IPC,蛋白激酶 C)

第二信使的作用方式 一般有两种:①直接作用如Ca能直接与骨骼肌的肌钙蛋白结合引起肌肉收缩;②间接作用这是主要的方式,第二信使通过活化蛋白激酶,诱导一系列蛋白质磷酸化,最后引起细胞效应第二信使至少有两个基本

G蛋白效应器酶主要有AC、PLC、PLA2、GC和PDE等,它们都能通过生成(分解)第二信使,实现细胞外信号向细胞内的转导。其中,磷脂酶(PLC)可将膜上的脂酰肌醇4,5-二磷酸(phosphatidylinositol biphosphate, PIP2)分解为两个细胞内的第二信使: DAG和IP3。

第二信使:IP3、DAG、Ca2+产生过程包括磷脂酶C的激活、IP3/DAG的生成、Ca2+的释放。 ● 磷脂酶C-β的激活 磷脂酶C-β相当于cAMP系统中的腺苷酸环化酶,也是膜整合蛋白,它的活性受Gq蛋白调节。

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