第八章 真核基因表达调控
1 第八章 真核基因表达调控
第八章真核基因表达调控 ·8.1真核生物的基因结构与转录活性 ·8.2真核基因转录机器的主要组成 ·8.3蛋白质磷酸化对基因转录的调控 ·8.4蛋白质乙酰化对基因表达的影响 ·8.5激素与热激蛋白对基因表达的影响 。8.6其他水平上的表达调控 2
2 第八章 真核基因表达调控 • 8.1 真核生物的基因结构与转录活性 • 8.2 真核基因转录机器的主要组成 • 8.3 蛋白质磷酸化对基因转录的调控 • 8.4 蛋白质乙酰化对基因表达的影响 • 8.5 激素与热激蛋白对基因表达的影响 • 8.6 其他水平上的表达调控
8.3蛋白质磷酸化对基因转录的调控 ·细胞是生命活动的基本单位。细胞通过DNA的复制 和细胞分裂将本身所固有的遗传信息由亲代传至子 代，实现增殖繁衍。 。 它们还不断地“感知(sense)”环境变化，并对其作 出特定的应答(response)。 ·细胞应答可以分为3个阶段： 一外界信息的“感知”，即由细胞膜到细胞核内的信息传 递， 一染色质水平上的基因活性调控， -特定基因的表达，即从DNA-RNA→蛋白质的遗传信息 传递过程。 3 3
3 8.3 蛋白质磷酸化对基因转录的调控 • 细胞是生命活动的基本单位。细胞通过DNA的复制 和细胞分裂将本身所固有的遗传信息由亲代传至子 代，实现增殖繁衍。 • 它们还不断地“感知(sense)”环境变化，并对其作 出特定的应答(response)。 • 细胞应答可以分为3个阶段： – 外界信息的“感知” ，即由细胞膜到细胞核内的信息传 递, – 染色质水平上的基因活性调控, – 特定基因的表达，即从DNA→RNA→蛋白质的遗传信息 传递过程。 3
跨膜信号转导的一般步骤 特定的细胞释放信息物质 ↓ 信息物质经扩散或血循环到达靶细胞 ↓ 与靶细胞的受体特异性结合 ↓ 受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 靶细胞产生生物学效应 4
4 跨膜信号转导的一般步骤 特定的细胞释放信息物质 信息物质经扩散或血循环到达靶细胞 与靶细胞的受体特异性结合 受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统 靶细胞产生生物学效应
※细胞间信息物质是由细胞分泌的 调节靶细胞生命活动的化学物质的统称， 又称作第一信使。 如生长因子、细胞因子、胰岛素等 必第二信使(secondary messenger) 在细胞内传递信息的小分子物质，如 ：Ca2+、P3、DAG、cAMP、cGMP等。 5
5 ※细胞间信息物质是由细胞分泌的 调节靶细胞生命活动的化学物质的统称， 又称作第一信使。 如生长因子、细胞因子、胰岛素等 在细胞内传递信息的小分子物质，如 ：Ca2+ 、IP3、DAG、cAMP、cGMP等。 ※第二信使(secondary messenger)
受体(receptor)的定义 ●是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活性 分子并与之结合的成分。 ·它能把识别和接受的信号正确无误地放大 并传递到细胞内部，进而引起生物学效应的 特殊蛋白质，个别是糖脂。 配体(ligand):能与受体呈特异性结合的生物活 性分子则称。 6
6 配体(ligand): 能与受体呈特异性结合的生物活 性分子则称 。 受体(receptor)的定义 •是细胞膜上或细胞内能特别识别生物活性 分子并与之结合的成分。 •它能把识别和接受的信号正确无误地放大 并传递到细胞内部，进而引起生物学效应的 特殊蛋白质，个别是糖脂
蛋白质的磷酸化与去磷酸化过程是生物体内普 遍存在的信息传导调节方式，几乎涉及所有的生理 及病理过程，如糖代谢、光合作用、细胞的生长发 育、神经递质的合成与释放甚至癌变等等。 蛋白激酶 xNTP nNDP 蛋白质 蛋白质-nPi nPi H2O 蛋白质磷酸酯酶 7 2025/3/14 南京农业大学生命科学学院
7 2025/3/14 7 南京农业大学 生命科学学院 蛋白质的磷酸化与去磷酸化过程是生物体内普 遍存在的信息传导调节方式，几乎涉及所有的生理 及病理过程，如糖代谢、光合作用、细胞的生长发 育、神经递质的合成与释放甚至癌变等等
真核细胞主要跨膜信号传导途径 体系 作用方式 蛋白激酶受体 配体受体结合激活受体细胞质内蛋白酪氨酸激酶 或丝氨酸/苏氨酸激酶 受体耦联的G蛋白 配体结合后激活特定的G蛋白，活化其ā亚单 位，并调节特定靶分子，如腺苷酸环化酶、磷脂 酶、cGMP磷酸二酯酶和离子通道的活性 离子通道 配体结合特定可关闭或开启的离子通道 心钠素(ANF)受体 配体结合活化鸟苷酸环化酶 细胞因子受体 细胞因子与受体结合，抑制或激活核基因表达 类固醇激素基因家族的核受 与配体结合诱导或抑制靶基因表达 体 8
8 真核细胞主要跨膜信号传导途径
细胞表面受体与配体分子的高亲和力特异性结 合，能诱导受体蛋白构象变化，使胞外信号顺利 通过质膜进入细胞内，或使受体发生寡聚化而被 激活。 受体分子活化细胞功能的途径主要有两条： ●一是受体本身或受体结合蛋白具有内源酪氨酸激酶活性， 胞内信号通过酪氨酸激酶途径得到传递； ●二是配体与细胞表面受体结合，通过G蛋白介异的效应 系统产生介质，活化丝氨酸苏氨酸或酪氨酸激酶，从 而传递信号。 9
9 细胞表面受体与配体分子的高亲和力特异性结 合，能诱导受体蛋白构象变化，使胞外信号顺利 通过质膜进入细胞内，或使受体发生寡聚化而被 激活。 • 受体分子活化细胞功能的途径主要有两条： ⚫ 一是受体本身或受体结合蛋白具有内源酪氨酸激酶活性， 胞内信号通过酪氨酸激酶途径得到传递； ⚫ 二是配体与细胞表面受体结合，通过G蛋白介异的效应 系统产生介质，活化丝氨酸/苏氨酸或酪氨酸激酶，从 而传递信号
(A)ION-CHANNEL-LINKED RECEPTOR ligand (B)G-PROTEIN-LINKED RECEPTOR ligand G protein activated activated enzyme or G protein enzyme or ion channel ion channel 细胞表面的三类受体示意图 (C)ENZYME-LINKED RECEPTOR igand inactive active catalytic catalytic domain domain 10
10 细胞表面的三类受体示意图