蛋白激酶

蛋白激酶（protein kinases，简称PK）。 催化 蛋白质 磷酸化过程的酶。蛋白质的磷酸化过程是神经信息在细胞内传递的最后环节．导致离子通道蛋白及通道门的状态变化。在神经细胞内有许多种类。在半静状态下，处于小活动状态。根据其活化条件的不同，可分为蛋白激酶A、蛋白激酶G、蛋白激酶C和钙调蛋白的蛋白激酶。蛋白激酶A，也称环腺 酸依存性蛋白激酶．只有第二信使环腺苷酸才能激活它。主要存在于大脑皮层和纹状体。蛋白激酶B，只有有了 环磷酸腺苷 ，才能激活，并接替环磷酸腺苷在细胞内传递信息。在脑内含量少，且难以与蛋白激酶A分离。其在脑内的特异性分布，至今尚不清楚。蛋白激酶C可被二 甘油（DG）激活。钙调蛋白的蛋白激酶可被钙离子和钙调蛋白激活。

研究历史

50年代出现的蛋白激酶术语指 催化 酪蛋白，卵黄高磷蛋白或其他蛋

白质磷酸化的酶。70年代在 哺乳纲 的十多种组织器官中又发现了一类很重要的蛋白激酶—— 环磷酸腺苷 （cAMP）蛋白激酶，以后在昆虫和 大肠杆菌 中也有报道。

种类

到目前为止，已发现的蛋白激酶约有400多种，分子内都存在一个 同源 的由约270氨基酸残基构成的催化结构区。在 细胞 信号传导、细胞周期调控等系统中，蛋白激酶形成了纵横交错的网络。这类酶催化从 atp 转移出磷酸并共价结合到特定 蛋白质 分子中某些 丝氨酸 、 Thr 或 酪氨酸 残基的 羟 基上，从而改变蛋白质、酶的构象和活性。

蛋白质磷酸化反应是指 三磷酸腺苷 ( ATP )末位(γ位)的磷酸转移到基质蛋白质的特定 氨基 上所进行的共价修饰的一类反应的总和。蛋白激酶 催化 这类反应。可分为 环腺苷酸 ( cAMP )-依赖性蛋白激酶： 环鸟苷酸 ( cGMP )-依赖性蛋白激酶、钙调素依赖性蛋白激酶和对 磷脂 敏感的钙离子依赖性蛋白激酶。一般由蛋白激酶催化磷酸化反应中接受磷酸基的部位是 丝氨酸 、 苏氨酸 或 酪氨酸 的 羟基 。

蛋白激酶很多，根据其底物蛋白被磷酸化的氨基酸残基种类，可将它们分为5类，即：

① 丝氨酸 / Thr (Ser/ Thr )蛋白激酶： 蛋白质 的 羟基 被磷酸化；

② 酪氨酸 (Tyr)蛋白激酶：蛋白质的酚羟基作为磷受体；

③组氨酸蛋白激酶：蛋白质的组氨酸、 精氨酸 或 赖氨酸 的碱性基团被磷酸化，主要出现于“双组分信号系统”(two-component signal system)；

④ 色氨酸 蛋白激酶：以蛋白质的色氨酸残基作为磷受体；

⑤ 天门冬 氨 酰基 / 谷氨酰基 蛋白激酶：以蛋白质的酰基为磷受体。

目前发现的植物蛋白激酶以前3类为主。而Stone和Walker(1995)根据蛋白激酶 催化 区域氨基酸序列的相似性，将植物蛋白激酶分为5大组。这5大组蛋白激酶分别为①AGC组：以 cAMP ( 环磷酸腺苷 )依赖的蛋白激酶PKA、 cGMP ( 环鸟苷酸 )依赖的蛋白酶PKG及钙和 磷脂 依赖的蛋白激酶PKC为代表，以受第二信使(如cAMP、cGMP、 DAG ( 甘油二酯 )和 ca(clo)2 +)激活为特征。②CaMK组：包括Ca2+/CaM依赖的蛋白激酶CaMK、Ca+依赖而CaM不依赖的蛋白激酶CDPK等，依赖第二信使是该组蛋白激酶的普遍性。③CMGC组：包括MAPK(分裂原激活的蛋白激酶)、CDK(周期素依赖的蛋白激酶)等，相对于前2组蛋白激酶依赖于第二信使，该组激酶作用于下游的磷酸化级联系统。④传统的PTK组：为酪氨酸蛋白激酶，目前在植物中尚未发现纯粹的酪氨酸蛋白激酶，但并不意味着Tyr残基的磷酸化对植物不重要。二重特异性蛋白激酶如MAPKK在植物中的发现，证明了Tyr残基的磷酸化可能在 维管植物 中具有重要的生理作用。⑤其它组：如类受体蛋白激酶RLKs及 乙烯 信号转导元件CTRl(胞质级联蛋白激酶MAPKKK)等。

蛋白激酶A（Protein kinase A，简称PKA），也称为 环磷酸腺苷 依赖蛋白激酶（ cAMP- dependent protein kinase、简称cAPK）。是一种酶，其活性依赖于 细胞 中环磷酸 腺苷 （ cAMP ）的含量。

PKA是一个全酶（holoenzyme，由许多次单位组成，是完整的且有作用的酶），它包含了两个调控次单位以及两个代谢次单位。当细胞中的cAMP较少时，PKA虽然会暂时失去活性，但仍然可以保持结构完整。当cAMP浓度增加，cAMP会接上位于两个调控次单位上的活性区（Binding site），并使蛋白激酶A的构形改变，进而将两个代谢次单位释放。自由的代谢次单位，则可以参与一些化学反应。

分布

蛋白激酶在细胞内的分布遍及核、 线粒体 、微粒体和胞液。一般分为3大类。①底物专一的蛋白激酶：如磷酸化酶激酶，丙 酸脱氢酶激酶等。②依赖于 环核苷酸 的蛋白激酶：如 环腺苷酸 （ cAMP ）蛋白激酶， 环鸟苷酸 （ cGMP ）蛋白激酶。③其他蛋白激酶：如组蛋白激酶等。

cAMP蛋白激酶以活化型和非活化型两种形式存在于生物体中，它们的比例受到多种激素的调节控制。cAMP蛋白激酶是由4个亚基组成——两个能与cAMP结合的调节亚基（R）和两个非活化的能 催化 磷酸基团转移的 催化亚基 （C）。如果细胞内cAMP浓度升高则cAMP蛋白激酶解离成调节双亚基和两个活化的催化亚基（见图）。

蛋白激酶在供体 atp 和活化剂钙离子（ ca(clo)2 +）存在下，能把低活性的 磷酸化酶 激酶磷酸化，使它变为高活性的磷酸化酶激酶，后者又能把低活性的磷酸化酶b经磷酸化转变成为高活性的磷酸化酶a，从而使 糖原 降解顺利进行。在这同时，蛋白激酶又能使高活性的 糖原合成酶 a磷酸化成为低活性的糖原合成酶b，使糖原合成速度减慢。这样在 cAMP 浓度的调节下使糖原的生成和降解代谢达到平衡。

80年代发现了 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 蛋白质 。其磷酸化反应专一地发生在特定的 酪氨酸 的 羟基 上。某些肿瘤病毒的 变态 蛋白以及一些生长因子的受体具有酪氨酸蛋白激酶活性。”