Sinh ly dong vat

Chia sẻ bởi Dong Anh Luat | Ngày 23/10/2018 | 38

Chia sẻ tài liệu: sinh ly dong vat thuộc Hóa học 8

Nội dung tài liệu:

PROTEIN KINASE
Chương 12
Dẫn truyền qua synapse được trung gian bởi tín hiệu thứ cấp
NỘI DUNG
Cấu trúc
Đặc tính
Hoạt hóa
Một số loại protein kinase
Serine/Threonine kinase
Tyrosine kinase
Histidine kinase
Aspartose kinase
PROTEIN
KINASE
Protein kinase là một enzyme thay đổi các protein khác bằng cách gắn thêm vào nhóm phosphate (sự phosphoryl hóa). Đây là khả năng thay đổi protein mục tiêu (chất nền) bởi sự thay đổi hoạt động các enzyme, vị trí tế bào hay do mối liên hệ với các protein khác.
CẤU TRÚC
Một chất ức chế (vòng cuộn màu vàng), hai phân tử iod (hai khối cầu màu xám), và hai phân tử phosphate (xanh lá cây).
Protein kinase
Có khoảng hơn 30% protein bị thay đổi bởi sự hoạt hóa kinase và kinase được xem là chất điều hòa chủ yếu các con đường nội bào, đặc biệt liên quan đến sự truyền tín hiệu bên trong tế bào.

Bộ gen ở Người chứa khoảng 500 gen protein kinase, trong đó khoảng 2% hiện diện ở tất cá các tế bào eukaryote.
ĐẶC TÍNH
Protein kinase
Hoạt tính hóa học của một kinase liên quan đến việc loại bỏ một nhóm phosphate từ ATP và liên kết cộng hóa trị của kinase với ba amino acid chứa nhóm hydroxyl tự do.

Hầu hết các kinase hoạt động ở dạng Serine và Theronine, một số khác ở dạng Tyrosine và một số dạng đặc biệt có thể hoạt động theo cả 3 dạng trên.

ĐẶC TÍNH
Proteinkinase điều khiển quá trình phosphoryl hóa (đôi khi chúng có khả năng tự hoạt hóa) bằng cách kết hợp với protein hoạt hóa hay protein ức chế hay các phân tử nhỏ hay điều khiển thay đổi vị trí tế bào so với chất nền.

Protein kinase
HOẠT HÓA
Nhiều loại receptor kết hợp chặt chẽ vị trí hoạt hóa kinase bên trong tế bào. Kinase sẽ chuyển nhóm phosphate đến protein đích đặc hiệu do sự đáp ứng của tế bào. Sự hoạt hóa này thường dẫn đến việc tăng nhanh sự khuếch đại các tín hiệu ngoại bào.
Một số khái niệm quan trọng cần chú ý:
Hai loại tế bào có thể có cùng một loại receptor nhưng khác nhau đối với protein đích. Điều này cho thấy sự giống nhau về tín hiệu và receptor sẽ gây ra những đáp ứng khác nhau.
Việc tăng nhanh sự khuếch đại các tín hiệu ngoại bào là do sự tăng đột ngột của các đáp ứng tế bào.
Các đáp ứng với các tín hiệu bằng cách chuyển đổi phosphate bắt buộc phải bị đảo lộn. Ví dụ như phosphatase loại bỏ nhóm phosphate bằng một cơ chế đặc biệt đảo lộn một đáp ứng tín hiệu.


Một số loại protein kinase
1. Serine/threonine kinase
1.1 Phosphorylase kinase
1.2 Protein kinase A
1.3 Protein kinase C
1.4 Ca2+/calmodulin kinase
1.5 MAP kinase
2. Tyrosine kinase
3. Histidine kinase
4. Aspartokinase
Serine/threonine –
protein kinase đặc hiệu
Serine/threonine protein kinase phosphoryl hóa nhóm OH của serine hay threonine (có cấu trúc chuỗi tương tự).
Phosphorylase kinase là một Ser/Thr protein kinase được tìm thấy đầu tiên (vào năm 1959 bởi Krebs và các cộng sự).
Chúng hoạt động điều hòa các sự kiện đặc biệt như sự phá hủy DNA đồng thời điều hòa các tín hiệu hóa học, bao gồm:
cAMP/cGMP
Diacylglycerol
Ca2+/calmodulin


Protein kinase A
Protein kinase A cấu tạo gồm hai domain, một domain nhỏ gồm nhiều phiến β và một domain lớn gồm nhiều cấu trúc xoắn α.
Các vị trí kết hợp cho chất nền và ATP là các khe xúc tác giữa các domain hay còn gọi là lobe. Khi ATP hay chất nền gắn vào, hai lobe xoay chuyển để nhóm phosphate cuối cùng của ATP và amino acid của chất nền di chuyển đến vị trí chính xác nơi mà các phản ứng xúc tác đã xảy ra.

Protein kinase A
Chức năng điều hòa
Protein kinase A điều hòa lượng glycogen, đường, và sự biến dưỡng chất béo.
Điều khiển bởi cAMP: khi thiếu cAMP, kinase có cấu trúc bộ bốn bao gồm hai đơn vị điều hòa và hai đơn vị xúc tác (R2C2), lúc này các đơn vị điều hòa gắn chặt vào trung tâm của các đơn vị xúc tác. Khi cAMP gắn vào đơn vị điều hòa sẽ tách nối đôi giữa đơn vị điều hòa và xúc tác. Đồng thời đơn vị xúc tác cũng có thể tự điều hòa sự phosphoryl hóa.
Protein kinase C
Protein kinase C (`PKC‘) là một loại protein kinases chứa khoảng ~10 isozymes.

Chúng chia thành ba cấu trúc đơn vị: thông thường (hay điển hình), cấu không bình thường, và dạng không điển hình tùy theo yêu cầu của các tín hiệu thức cấp.
Protein kinase C
Dạng (c) PKCs điển hình: iso α, βI, βII, và γ. Phuï thuoäc Ca2+, diacylglycerol (DAG), và một phospholipid như phosphatidylcholine cho sự hoạt hóa.
Dạng (n) PKCs bất thường: iso δ, ε, η, và θ, cần sự hiện diện của DAG, nhưng không đòi hỏi có mặt Ca2+.
Vì vậy PKCs ở dạng bất thường và điển hình được hoạt hóa qua cùng một đường truyền tín hiệu là phospholipase C.
Trái lại, Dạng (a)PKCs không điển hình (bao gồm ζ và ι / λ) không đòi hỏi phải có mặt Ca2+ và diacylglycerol cho sự hoạt hóa.
Thuật ngữ "protein kinase C" thường được hiểu như là protein kinase Cα enzyme, dạng © PKC điển hình.

Protein kinase phụ thuộc Ca2+/calmodulin (CaM kinase)
Có các dạng I, II và IV, trong đó dạng II phổ biến nhất (có rất nhiều tại các nơron thần kinh)
Chức năng cơ bản là điều hòa bằng phức hợp Ca2+/calmodulin. Các kinase này cho thấy hiệu quả ghi nhớ trong hoạt hóa.
Có hai loại CaM kinase:
Loại CaM kinase đặc hiệu. Ví dụ như kinase chuỗi nhẹ myosin (MLCK) phosphoryl hóa myosin, gây ra sự co cơ.
Loại CaM kinase đa chức năng. Hay còn được gọi là CaM kinase II, đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình, như sự tiết các tín hiệu truyền thần kinh hay điều hòa các yếu tố sao chép, và sự biến dưỡng glycogen. Khoảng 1% đến 2% protein trong não là CaM kinase II.
Cấu trúc và sự tự điều hòa
CaM kinase bao gồm một domain xúc tác, một domain điều hòa, và một domain kết hợp.
Vùng giữa chứa các trình tự mã hóa cho vị trí gắn calmodulin
Cấu trúc và sự tự điều hòa
Khi thiếu Ca2+/calmodulin, domain xúc tác bị ức chế bởi domain điều hòa.
Nhiều CaM kinase tập hợp thành homooligomer hay heterooligomer.
Khi có Ca2+/calmodulin, CaM kinases hoạt hóa khả năng tự phosphoryl hóa ở mỗi phân tử phản ứng. Điều này gây ra hai hiệu quả:
Tăng cường ái lực của phức hợp calmodulin, kéo dài thời gian hoạt hóa kinase.

Tiếp tục phosphoryl hóa phức hợp kinase cho đến khi phức hợp calmodulin tách ra khỏi phức hợp kinase, với mục đích kéo dài trạng thái hoạt hoá.
Hoạt hóa CaM kinase
MAPK
Các kích thích ngoại bào gây hoạt hóa MAPK thông qua con đường tín hiệu cascade cấu thành nên MAPK, MAPK kinase (MAPKK), và MAPKK kinase (MAPKKK).
Mitogen-activated protein kinases (MAPKs) đáp ứng với các kích thích ngoại bào (mitogens) và điều hòa các hoạt động bên trong tế bào, như biểu hiện gene, nguyên phân - mitosis, sự biệt hóa tế bào, và sự sống hay chu trình chết tế bào (apoptosis).
MAP kinases cascade
MAPKKK được hoạt hóa bởi các phosphoryl hóa kích thích ngoại bào phần còn lại MAPKK trong serine và threonine, sau đó các MAPKK này hoạt hóa MAPK thông qua sự phosphoryl hóa phần còn lại trong serine và tyrosine.
Tín hiệu cascade MAPK được bảo tồn tiến hóa từ nấm men cho đến động vật có vú.
TYROSINE PROTEIN KINASE
Giới thiệu
Phosphorylate tyrosine amino acid thăng dư, và serine/threonine-specific kinase, thường được dùng trong truyền tín hiệu. Chúng là các receptor cho yếu tố tăng trưởng và dòng tín hiệu tăng trưởng, ví dụ:
Platelet-derived growth factor (PDGF) receptor - yếu tố tăng trưởng tiểu cầu;
Epidermal growth factor (EGF) receptor - yếu tố tăng trưởng biểu bì
Insulin receptor và insulin-like growth factor (IGF1) receptor - yếu tố tăng trưởng giống insulin.
Stem cell factor (scf) receptor - yếu tố tế bào mầm.
Cấu trúc
Yếu tố truyền qua màng như cấu trúc xoắn alpha, domain ở nội bào hay trong tế bào chất đều có chức năng hoạt hóa kinase ngoài ra chúng cũng có các chức năng điều hòa khác.
Domain ngoại bào hoạt động như ligand receptor – receptor kết hợp. Nó có thể ở dạng đơn vị riêng rẻ gắn vào receptor bởi cầu nối disulfide. Trong cùng một cơ chế, nó có thể gắn hai receptor lại tạo thành dạng homo- hay heterodimer.
Điều hòa
Khi Ligand gắn vào sẽ gây ra hai phản ứng:
Dimerization - sự nhị trùng hóa hai receptor kinases monomeric hay ổn định nối dimer.
Nhiều ligand của receptor tyrosine kinase đa hóa trị.
Một vài tyrosine receptor kinase (ví dụ như platelet-derived growth factor receptor - yếu tố tăng trưởng tiểu cầu) có thể hình thành heterodimer tương tự nhưng không thể xác định được kinase cùng nhóm, điều này cho phép thay đổi khả năng đáp ứng cao hơn đối với các yếu tố ngoại bào.
Trans-autophosphorylation kinase (phosphoryl hóa nối đôi bởi các kinase khác) .
HISTIDINE KINASE

Giới thiệu
Histidine kinases là loại protein kinase được tìm thấy ở hầu hết các loài prokaryote cũng như ở thực vật và nấm, nhưng không hiện diện ở tế bào động vật.
Histidine kinase được xem như là một thành phần trong cơ chế truyền tín hiệu.
Phản ứng:
ATP + protein L-histidine = ADP + protein phospho-L-histidine
Cấu trúc
Histidine kinase có cấu trúc homodimer không giống các protein kinase khác.
Vùng đầu N bao gồm domain ngoại bào và domain xuyên màng. Vùng đầu C tạo bởi 2 domain nhỏ hơn: domain xúc tác (domain B) chịu trách nhiệm gắn ATP và domain lõi (domain A) để phosphoryl hóa.
ASPARTOKINASE
(Aspartate kinase & glutamate kinase)
ASPARTATE KINASE
Aspartate kinase (aspartokinase) (AK) xúc tác sự phosphoryl hóa aspartate bằng cách thủy phân ATP.
Thực vật thường có 2 hoặc 3 AK isoenzymes khác biệt về độ nhạy đối với feedback ức chế bởi các sản phẩm cuối. Ở lúa mạch, một isoenzyme, AK-I, bị ức chế bởi threonine, trong khi đó AK-II và AK-III thì bị ức chế bởi lysine (Galili, 1995).
Phản ứng:
ATP + L-aspartate <--> 4-phospho-L-aspartate + ADP
Glutamate 5-kinase
Tên gọi khác: ATP-L-glutamate 5-phosphotransferase hay glutamyl kinase
Glutamate 5-kinase xúc tác bước đầu tiên trong sinh tổng hợp proline, sự phosphoryl hóa phị thuộc ATP của glutamate
Phản ứng:
Tài liệu tham khảo
http://www.sdsc.edu/GatherScatter/GSsummer96/kinases.html
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=16213197&dopt=Abstract
http://nmr.uhnres.utoronto.ca/ikura/1008/calcium/EnvZ/envz.html
http://medicago.vbi.vt.edu/B-Net/showActivitiesEC.php?ec_id=1905
http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/EC2/7/2/11.html
http://134.157.193.4/polys/biochimie/CNbioch/CN_75_1_PICT.jpg
http://www.ebi.ac.uk/interpro/IEntry?ac=IPR001057
http://molecularplants.wsu.edu/calcium/images/EffectBig.jpg
Thank you
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...

Người chia sẻ: Dong Anh Luat
Dung lượng: | Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)