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蛋白激酶
催化蛋白質(zhì)磷酸化反應的酶
蛋白激酶（protein kinases，簡稱PK）。催化蛋白質(zhì)磷酸化過程的酶。蛋白質(zhì)的磷酸化過程是神經(jīng)信息在細胞內(nèi)傳遞的最后環(huán)節(jié)．導致離子通道蛋白及通道門的狀態(tài)變化。在神經(jīng)細胞內(nèi)有許多種類。在半靜狀態(tài)下，處于小活動狀態(tài)。根據(jù)其活化條件的不同，可分為蛋白激酶A、蛋白激酶G、蛋白激酶C和鈣調(diào)蛋白的蛋白激酶。蛋白激酶A，也稱環(huán)腺苷酸依存性蛋白激酶．只有第二信使環(huán)腺苷酸才能激活它。主要存在于大腦皮層和紋狀體。蛋白激酶B，只有有了環(huán)磷酸腺苷，才能激活，并接替環(huán)磷酸腺苷在細胞內(nèi)傳遞信息。在腦內(nèi)含量少，且難以與蛋白激酶A分離。其在腦內(nèi)的特異性分布，至今尚不清楚。蛋白激酶C可被二酰甘油（DG）激活。鈣調(diào)蛋白的蛋白激酶可被鈣離子和鈣調(diào)蛋白激活。
研究歷史
種類
到目前為止，已發(fā)現(xiàn)的蛋白激酶約有400多種，分子內(nèi)都存在一個同源的由約270氨基酸殘基構成的催化結構區(qū)。在細胞信號傳導、細胞周期調(diào)控等系統(tǒng)中，蛋白激酶形成了縱橫交錯的網(wǎng)絡。這類酶催化從ATP轉移出磷酸并共價結合到特定蛋白質(zhì)分子中某些絲氨酸、蘇氨酸或酪氨酸殘基的羥基上，從而改變蛋白質(zhì)、酶的構象和活性。
蛋白質(zhì)磷酸化反應是指三磷酸腺苷(ATP)末位(γ位)的磷酸轉移到基質(zhì)蛋白質(zhì)的特定氨基上所進行的共價修飾的一類反應的總和。蛋白激酶催化這類反應。可分為環(huán)腺苷酸(cAMP)-依賴性蛋白激酶：環(huán)鳥苷酸(cGMP)-依賴性蛋白激酶、鈣調(diào)素依賴性蛋白激酶和對磷脂敏感的鈣離子依賴性蛋白激酶。一般由蛋白激酶催化磷酸化反應中接受磷酸基的部位是絲氨酸、蘇氨酸或酪氨酸的羥基。
蛋白激酶很多，根據(jù)其底物蛋白被磷酸化的氨基酸殘基種類，可將它們分為5類，即：
①絲氨酸/蘇氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶：蛋白質(zhì)的羥基被磷酸化；
②酪氨酸(Tyr)蛋白激酶：蛋白質(zhì)的酚羥基作為磷受體；
④色氨酸蛋白激酶：以蛋白質(zhì)的色氨酸殘基作為磷受體；
⑤天冬氨酰基/谷氨酰基蛋白激酶：以蛋白質(zhì)的酰基為磷受體。
目前發(fā)現(xiàn)的植物蛋白激酶以前3類為主。而Stone和Walker(1995)根據(jù)蛋白激酶催化區(qū)域氨基酸序列的相似性，將植物蛋白激酶分為5大組。這5大組蛋白激酶分別為①AGC組：以cAMP(環(huán)腺苷酸)依賴的蛋白激酶PKA、cGMP(環(huán)鳥苷酸)依賴的蛋白酶PKG及鈣和磷脂依賴的蛋白激酶PKC為代表，以受第二信使(如cAMP、cGMP、DAG(二酰甘油)和Ca2+)激活為特征。②CaMK組：包括Ca2+/CaM依賴的蛋白激酶CaMK、Ca+依賴而CaM不依賴的蛋白激酶CDPK等，依賴第二信使是該組蛋白激酶的普遍性。③CMGC組：包括MAPK(分裂原激活的蛋白激酶)、CDK(周期素依賴的蛋白激酶)等，相對于前2組蛋白激酶依賴于第二信使，該組激酶作用于下游的磷酸化級聯(lián)系統(tǒng)。④傳統(tǒng)的PTK組：為酪氨酸蛋白激酶，目前在植物中尚未發(fā)現(xiàn)純粹的酪氨酸蛋白激酶，但并不意味著Tyr殘基的磷酸化對植物不重要。二重特異性蛋白激酶如MAPKK在植物中的發(fā)現(xiàn)，證明了Tyr殘基的磷酸化可能在高等植物中具有重要的生理作用。⑤其它組：如類受體蛋白激酶RLKs及乙烯信號轉導元件CTRl(胞質(zhì)級聯(lián)蛋白激酶MAPKKK)等。
蛋白激酶A（Protein kinase A，簡稱PKA），也稱為環(huán)磷酸腺苷依賴蛋白激酶（cAMP-dependent protein kinase、簡稱cAPK）。是一種酶，其活性依賴于細胞中環(huán)磷酸腺苷（cAMP）的含量。
PKA是一個全酶（holoenzyme，由許多次單位組成，是完整的且有作用的酶），它包含了兩個調(diào)控次單位以及兩個代謝次單位。當細胞中的cAMP較少時，PKA雖然會暫時失去活性，但仍然可以保持結構完整。當cAMP濃度增加，cAMP會接上位于兩個調(diào)控次單位上的活性區(qū)（Binding site），并使蛋白激酶A的構形改變，進而將兩個代謝次單位釋放。自由的代謝次單位，則可以參與一些化學反應。
分布
蛋白激酶在細胞內(nèi)的分布遍及核、線粒體、微粒體和胞液。一般分為3大類。①底物專一的蛋白激酶：如磷酸化酶激酶，丙酮酸脫氫酶激酶等。②依賴于環(huán)核苷酸的蛋白激酶：如環(huán)腺苷酸（cAMP）蛋白激酶，環(huán)鳥苷酸（cGMP）蛋白激酶。③其他蛋白激酶：如組蛋白激酶等。
cAMP蛋白激酶以活化型和非活化型兩種形式存在于生物體中，它們的比例受到多種激素的調(diào)節(jié)控制。cAMP蛋白激酶是由4個亞基組成——兩個能與cAMP結合的調(diào)節(jié)亞基（R）和兩個非活化的能催化磷酸基團轉移的催化亞基（C）。如果細胞內(nèi)cAMP濃度升高則cAMP蛋白激酶解離成調(diào)節(jié)雙亞基和兩個活化的催化亞基（見圖）。
蛋白激酶
80年代發(fā)現(xiàn)了酪氨酸蛋白激酶，它可以催化自身磷酸化，也可以磷酸化其他的蛋白質(zhì)。其磷酸化反應專一地發(fā)生在特定的酪氨酸的羥基上。某些腫瘤病毒的變態(tài)蛋白以及一些生長因子的受體具有酪氨酸蛋白激酶活性。”
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