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1、cAMP途径 吕亭亭预防医学四大班一一一一 cAMP cAMP cAMP cAMP途径途径途径途径1 1 含义含义：是是G蛋白偶联系统的一种信号转导途径蛋白偶联系统的一种信号转导途径，细胞外信号（第一信，细胞外信号（第一信使）与靶细胞的相应受体结合后，通过第二信使把信号转到细胞内。其中一使）与靶细胞的相应受体结合后，通过第二信使把信号转到细胞内。其中一条途径是通过条途径是通过cAMP调节细胞内蛋白激酶调节细胞内蛋白激酶A（PKA）的活性而引起细胞对外）的活性而引起细胞对外界信号产生相应生物学效应称为界信号产生相应生物学效应称为cAMP信息传递途径。信息传递途径。2 2 cAMP cAMP途径的
2、组成：胞外信息分子、受体、途径的组成：胞外信息分子、受体、G G蛋白、腺苷酸环化酶（蛋白、腺苷酸环化酶（ACAC）、）、cAMP cAMP激素激素 受体受体G蛋白蛋白ACcAMP PKA酶或功能蛋酶或功能蛋白磷酸化白磷酸化生物学效应生物学效应AC:腺苷酸环化酶 PKA:蛋白激酶A3 cAMP3 cAMP的合成与分解的合成与分解ATP腺苷酸环化酶Mg2+PPicAMPH2OMg2+磷酸二酯酶5-AMP腺苷酸环化酶:AC磷酸二酯酶:PDEcAMP的产生是由细胞膜中的刺激型受体刺激型受体（Rs)、抑制型受抑制型受体体（Ri）、刺激型刺激型G G蛋白蛋白（Gs）、抑制型抑制型G G蛋白蛋白（Gi)、腺
3、腺苷酸环化酶苷酸环化酶（AC)5种组分控制的。G G蛋白在信号传导过程中起着分子蛋白在信号传导过程中起着分子开关的作用开关的作用：（1 1）刺激型受体和抑制型受体是）刺激型受体和抑制型受体是两种与激素和两种与激素和G G蛋白结合的细蛋白结合的细胞受体胞受体。各有。各有2 2个结合位点，个结合位点，1 1个在质膜外表面，能识别细胞外个在质膜外表面，能识别细胞外信号分子并与之结合，另一个位点能与刺激型信号分子并与之结合，另一个位点能与刺激型G G蛋白和抑制型蛋白和抑制型G G蛋白发生作用。蛋白发生作用。（2 2）刺激型刺激型G G蛋白蛋白偶联偶联刺激型受体和腺苷酸环化酶，刺激型受体和腺苷酸环化酶，
4、抑制型抑制型G G蛋白蛋白偶联偶联抑制型受体和腺苷酸环化酶，抑制型受体和腺苷酸环化酶，提高提高或或降低降低细胞细胞cAMPcAMP水平水平Rs：肾上腺素（：肾上腺素（）受体，促肾上腺皮质激素受体，胰高血）受体，促肾上腺皮质激素受体，胰高血糖素受体等糖素受体等Ri:肾上腺肾上腺 2 受体，生长激素释放的抑制因子受体等受体，生长激素释放的抑制因子受体等二二 cAMP cAMP信号途径的传递过程信号途径的传递过程1 cAMP1 cAMP的作用机制：的作用机制：激活激活cAMP依赖性蛋白激酶依赖性蛋白激酶PKARRCC无活性的无活性的PKA+4cAMPCC+RRcAMPcAMPcAMPcAMP有活性的
5、有活性的PKA2 PKA2 PKA的作用：的作用：（1）对代谢的调节作用）对代谢的调节作用（2）对基因表达的调节作用）对基因表达的调节作用3 cAMP3 cAMP信号途径信号途径GDPPiGS+GTP,GSGDP,GSGTPGDP+Pi两种典型两种典型cAMPcAMP信号途径引发的不同生信号途径引发的不同生物学效应物学效应（1 1）cAMP cAMP调节细胞中糖原分解调节细胞中糖原分解当胰高血糖素与细胞膜上的胰高血糖受体结合后，激活当胰高血糖素与细胞膜上的胰高血糖受体结合后，激活G GS,S,再通过再通过G GS S作用于作用于ACAC，提高细胞内，提高细胞内cAMPcAMP水平，蛋白激酶水平
6、，蛋白激酶A A被被活化，依次使活化，依次使无活性无活性的磷酸化酶激酶的磷酸化酶激酶A A磷酸化而转变为磷酸化而转变为有有活性活性的磷酸化酶激酶的磷酸化酶激酶A A，该酶使无活性的磷酸化酶磷酸化，该酶使无活性的磷酸化酶磷酸化而转变为有活性的磷酸化酶，使糖原分解。而转变为有活性的磷酸化酶，使糖原分解。（2 2）cAMP-cAMP-蛋白激酶蛋白激酶A A对真核细胞基因表达的调控对真核细胞基因表达的调控AMPAMP是一个重要的基因表达调控物质（是一个重要的基因表达调控物质（MonallMonall，19911991）。在原核）。在原核生物中生物中cAMPcAMP被认为是直接活化被认为是直接活化RNA
7、RNA聚合酶以促进转录，即通过该聚合酶以促进转录，即通过该酶的酶的6 6因子的磷酸化来实现促进因子的磷酸化来实现促进InRNAInRNA转录。近年来的研究表明，转录。近年来的研究表明，真核细胞中真核细胞中cAMPcAMP的作用与转录因子调节有关。的作用与转录因子调节有关。MontndnyMontndny等等（19861986）发现许多）发现许多cAMPcAMP诱导转录的真核基因的启动子周围多含有诱导转录的真核基因的启动子周围多含有一致或近乎一致的一致或近乎一致的8 8个碱基对的回文序列个碱基对的回文序列55TGACGTCATGACGTCA33，并命名为并命名为cAMPcAMP反应序列（反应序列
8、（cAMcAMresponsiresponsi、ele ele。ntnt，CRECRE），是），是这些基因识别这些基因识别cAMPcAMP信号的重要部位。同时，他们还发现信号的重要部位。同时，他们还发现cAMPcAMP诱导诱导的靶基因表达还需要的靶基因表达还需要PKAPKA的激活。的激活。cAMPcAMP水平增高激活水平增高激活PKAPKA，PKAPKA又又可能通过使某些特异的转录因子进行磷酸化，介导可能通过使某些特异的转录因子进行磷酸化，介导cAMPcAMP引起的基引起的基因表达（因表达（MontndnyMontndny等，等，19861986）。许多试验表明，）。许多试验表明，PKAPKA
9、可使组蛋白可使组蛋白磷酸化，磷酸化的组蛋白由于带电状态及构象的改变，与磷酸化，磷酸化的组蛋白由于带电状态及构象的改变，与DNADNA结结合松弛而分离，从而解除了组蛋白对这段基因的抑制，使转录得合松弛而分离，从而解除了组蛋白对这段基因的抑制，使转录得以进行。另有试验发现，在体外以进行。另有试验发现，在体外PKAPKA可使非组蛋白磷酸化，磷酸可使非组蛋白磷酸化，磷酸化的酸性蛋白酸性增强，带有较多的负电荷，与带正电荷的组蛋化的酸性蛋白酸性增强，带有较多的负电荷，与带正电荷的组蛋白有较强的亲和力而相互结合，使组蛋白与白有较强的亲和力而相互结合，使组蛋白与DNADNA分离，解除组蛋分离，解除组蛋白对白对
10、DNADNA的阻抑而进行转录的阻抑而进行转录 cAMPcAMP的介绍的介绍:1 定义：环腺苷酸定义：环腺苷酸“腺苷腺苷-3,5-环化一磷酸环化一磷酸”的简称。的简称。亦称亦称“环化腺核苷一磷酸环化腺核苷一磷酸”，“环腺一磷环腺一磷”。一种环状核苷酸，简写为一种环状核苷酸，简写为cAMP。2 环腺着酸在动物体内的含量及分布环腺着酸在动物体内的含量及分布:自自1957年年Sutherland首先在肝脏匀浆中发现首先在肝脏匀浆中发现CAMP后，人们后，人们陆续在很多组织如肾。肺、肠、冠状动脉、支气管、陆续在很多组织如肾。肺、肠、冠状动脉、支气管、脑垂体、血小板、乳汁、睾丸、骨髓等组织或体液脑垂体、血小板、乳汁、睾丸、骨髓等组织或体液中发现有中发现有cAMP存在。哺乳动物陈红细胞外，所有存在。哺乳动物陈红细胞外，所有组织中都有分布组织中都有分布 3 3 3 3 结构结构结构结构