《细胞和分子免疫学》 > 第八章　淋巴细胞活化过程中信号转导的分子基础

第五节　蛋白激酶C

蛋白激酶C（protein kinase C,PKC）是一类Ca²⁺、磷脂依赖性的蛋白激酶，在跨膜信号传递过程中起着重要作用。PKC通过催化多种蛋白质上Ser/Thr磷酸化，调节多种细胞的代谢、生长、增殖和分化。

表 8-3　哺乳动物组织内的PKC亚类

亚　类	氨基酸残基	分子量（kDa）	激　活　剂	表达组织
A组：经典PKC
α	672	76	PS、Ca2+、DAG、FFA、LysoPC	广泛
βI	671	76	同　上	某些组织
βⅡ	673	76	同　上	多种组织
γ	697	78	同　上	脑
B组：新型PKC
δ	673	77	PS、DAG	广　泛
ε	737	83	PS、DAG、FFA	脑　等
η（L）	683	77	？	肺、皮肤、心脏
θ	707	81	？	骨骼肌
C组：非典型PKC
ζ	592	67	PS、FFA	广　泛
λ	586	67	？	卵巢、睾丸等

注：PS：磷脂酰丝氨酸　FFA：游离脂肪酸

DAG：二酰基甘油　LysoPC：溶血磷脂酰胆碱

 

一、PKC的亚类及其结构特点

（一）PKC亚类

到目前为止，在哺乳动物组织内已确定10种PKC亚类（8-3），分为A、B、C三组，A组称为典型或传统的PKC（classicalor conventional PKC,CPKC），包括α、βI、βⅡ和 γ亚类，其中βI和βⅡ有高度的同源性，是由同一mRNA的不同剪接而成，A组成员分子量在76-78kDa。B组为新型PKC（atypical PKC,aPKC），包括δ、ε、η（L）和θ亚类，分子量在77-83kDa。C组为非典型PKC（atypicalPKC,aPKC），由ζ和λ亚类组成，分子量较小为67kDa。

（二）PKC的结构

PKC的所有亚类都由一条单肽链组成（图8-11），分子量大约为67-83kDa，其结构可分为四个保守区C1-C4（mPKC和aPKC缺少C2区）和五个可变区V1-V5。基中C1区可能是膜结合区，并且含有富含半胱氨酸的随机重复序列Cys-X2-Cys-X13(14)-Cys-X2-Cys-X7-Cys-X7-Cys（X代表任何一种氨基酸），这段顺序与在许多金属-蛋白质及转录调节有关的DNA结合蛋白中的半胱氨酸-锌-DNA结合指形区（cysteine-Zinc-DNabinding finger）保守顺序Cys-X2-Cys-X13-Cys-X2-Cys相似。最近对PKC的多肽片段进行分析发现，该序列与佛波酯和二酰基甘油（DAG）的结合有关。C2区与PKC对Ca²⁺的敏感性有关。C1和C2在结构上不同于其它蛋白激酶，能结合Ca²⁺、磷脂、DAG和TPA，因此C1和C2区又称为调节区。C3区包括一个ATP结合序列Gly-X-Gly-X-X-Gly-Lys,该区域与其它蛋白激酶的ATP结合位点具有很高的同源性，又称催化区。C4区包含一个底物结合区，是识别磷酸化底物所必需的。

图8-11　PKC亚类的分子结构

 

二、PKC的转位与激活

1.PKC的转位　PKC广泛分布于多种组织、器官和细胞，静止细胞中PKC主要存在于胞浆中，当细胞受到刺激后，PKC以Ca²⁺依赖的形式从胞浆中移位到细胞膜上，此过程称之为转位（translocation）。一般将PKC的转位作为PKC激活的标志。

2.PKC的激活　PKC的活性依赖于钙离子和磷脂的存在，但只有在磷脂代谢中间产物二酰基甘油（DAG）存在下，生理浓度的钙离子才起作用，这是由于DAG能增加PKC对底物亲和力的缘故。磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（PIP2）在磷脂酶-C作用下水解生成DAG和IP3。IP3促进细胞内钙离子的释放，在激活PKC过程中与DAG起协同作用。乙酸豆塞外佛波酯（12-o-tertradecanoylphordol-13-acetate,TPA;或phorbol-12-myristate-13-acetate,PMA）是一种促肿瘤剂，由于基结构与DAG相似（图8-12），可在很低尝试下模拟DAG，活化PKC，使PKC亲和力增至10^-7M。PKC是TPA的受体，当TPA插入细胞膜后可以替代DAG而直接活化PKC。当过高剂量TPA处理细胞可使靶细胞中PKC迅速耗竭，反而影响细胞的信号传递。

我种化学物持或抗生素对PKC活性具有抑制作用，根据抑制剂作用PKC靶部位的不同可以将抑制剂分为二组：一组是作用于催化区的抑制剂，它们可与蛋白激酶的保守残基结合，因此对PKC无明显的选择性；另一组是作用于调节区的抑制剂，它们可与Ca²⁺、磷脂和二酰基甘油/佛波酯相结合，因而有较高的选择性（图8-4）。

表8-4　蛋白激酶C的抑制剂

靶部位	抑　制　剂	来　源
催化区	staurosporine	放线菌属
	UCN-01	放线菌属
	UCN-02	放线菌属
	K252a	放线菌属
	H-7	合 成
	氨基吖啶	合 成
	桑吉瓦霉素	放线菌属
调节区	氯丙嗪	合 成
	三氟拉嗪	合 成
	三苯氨胺	合 成
	多粘菌素B	细 菌
	阿霉素	放线菌属
	calphostin	真 菌
	cercosporin	真 菌

图8-12　TPA与DAG结构的比较