【7.2.2】蛋白质激酶C系统(The PKC System)
以下丘脑分泌的促性腺激素释放激素（gonandotropin-releasing hormone，GnRH）为例，其受体位于某些脑垂体前叶细胞上，当GnRH与其受体结合以后，受体的构象发生变化，激素与受体的二元复合物激活Gq。
激活的机制类似于Gs的激活，但与Gs不同的是，受 Gq 激活的效应器是一种对磷脂酰肌醇特异性的磷脂酶C（PLC-γ）。这种PLC正常的底物是位于细胞膜内侧的磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2），PIP2由此被水解为甘油二酯（DG）和肌醇-1,4,5-三磷酸（IP3），这两种小分子物质为GnRH的第二信使。其中DG脂溶性较强，并不离开细胞膜，而IP3是一种可溶性的小分子，生成后即被释放到细胞质。内质网膜上有IP3的受体，在IP3与其结合后可促使周围的钙离子通道开放，于是贮存在内质网腔中的钙离子得以释放，细胞质钙离子浓度便迅速升高。钙离子可视为另一种第二信使，它可影响到细胞内多种蛋白质或酶的活性，调节许多重要的生理功能，如肌肉收缩、细胞周期控制和细胞分化。
钙离子作为第二信使的的第一个功能，是与DG和磷脂酰丝氨酸一道激活蛋白激酶C（PKC）。PKC一旦被激活，可催化多种靶蛋白或酶发生磷酸化修饰，被修饰的氨基酸残基也是Ser/Thr，受到修饰的蛋白质或酶的活性将会发生变化。PKC的主要底物包括膜受体、膜转运蛋白、细胞骨架和许多重要代谢途径中的限速酶。其中对细胞骨架的作用与细胞的分泌相关，GnRH促进脑垂体前叶分泌促性腺激素就是这种功能的具体表现。
钙离子传感器蛋白（sensors）是另一类受到钙离子激活的蛋白质，如钙调蛋白（CaM）就是其中最重要的一种。此类蛋白都具有EF手相这种结构模体，其中环能结合钙离子。在较低的钙离子浓度下，各种钙离子传感器蛋白无活性；当钙离子浓度提高到，它们的活性才能表现出来。
主要成分(Major players)
- 激素实例:促性腺激素释放激素(Hormone Examples: Gonadtropin- releasing hormone or GnRH)
- 内分泌细胞:下丘脑(Endocrine cells: Hypothalamus)
- 靶细胞:脑垂体前叶(Target cells: Anterior Pituitary)
- 受体:与G蛋白偶联的受体(Receptor: GPCR)
- G蛋白:Gq(G Protein: Gq)
- 效应器:磷脂酶C-β (Effector: PLC-β)
- 第二信使: DG, IP3, Ca2+(Second messenger - DG, IP3, Ca2+)
- 蛋白质激酶:蛋白质激酶C和依赖于钙调蛋白的蛋白质激酶(Protein kinase: PKC and Calmodulin-dependent protein kinase or CaMPK)
- 功能:促进脑垂体前叶分泌促性腺激素(Functions: promote the secretion of gonadotropins from anterior pituitary)
参考资料
- 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件
