磷脂醯肌醇途徑

磷脂醯肌醇途徑是G蛋白偶聯受體的信號轉導通路中的一種途徑,作用一是被DG-激酶磷酸化成為磷脂酸,進入磷脂醯肌醇循環,作用二被DG酯酶水解成單酯醯甘油。

是G蛋白偶聯受體的信號轉導通路中的一種途徑,在磷脂醯肌醇信號通路中胞外信號分子與細胞表面G蛋白耦聯型受體結合,激活質膜上的磷脂酶C(PLC-β),使質膜上4,5-二磷酸磷脂醯肌醇(PIP2)水解成1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二醯基甘油(DG)兩個第二信使,胞外信號轉換為胞內信號(圖8-21),這一信號系統又稱為“雙信使系統”(double messenger system)。
IP3與內質網上的IP3配體門鈣通道結合,開啟鈣通道,使胞內Ca2+濃度升高。激活各類依賴鈣離子的蛋白。用Ca2+載體離子黴素(ionomycin)處理細胞會產生類似的結果(圖8-22)。
DG結合於質膜上,可活化與質膜結合的蛋白激酶C(Protein Kinase C,PKC)。PKC以非活性形式分布於細胞溶質中,當細胞接受刺激,產生IP3,使Ca2+濃度升高,PKC便轉位到質膜內表面,被DG活化(圖8-22),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生不同的反應,如細胞分泌、肌肉收縮、細胞增殖和分化等。DG的作用可用佛波醇酯(phorbol ester)模擬。
Ca2+活化各種Ca2+結合蛋白引起細胞反應,鈣調素(calmodulin,CaM)由單一肽鏈構成,具有四個鈣離子結合部位。結合鈣離子發生構象改變,可激活鈣調素依賴性激酶(CaM-Kinase)。細胞對Ca2+的反應取決於細胞內鈣結合蛋白和鈣調素依賴性激酶的種類。如:在哺乳類腦神經元突觸處鈣調素依賴性激酶Ⅱ十分豐富,與記憶形成有關。該蛋白發生點突變的小鼠表現出明顯的記憶無能。
IP3信號的終止是通過去磷酸化形成IP2,或被磷酸化形成IP4。Ca2+由質膜上的Ca2+泵和Na+-Ca2+交換器將抽出細胞,或由內質網膜上的鈣泵抽進內質網
DG通過兩種途徑終止其信使作用:一是被DG-激酶磷酸化成為磷脂酸,進入磷脂醯肌醇循環;二是被DG酯酶水解成單酯醯甘油。由於DG代謝周期很短,不可能長期維持PKC活性,而細胞增殖或分化行為的變化又要求PKC長期活性所產生的效應。現發現另一種DG生成途徑,即由磷脂酶催化質膜上的磷脂醯膽鹼斷裂產生的DG,用來維持PKC的長期效應。

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