分子开关
(1) GTP 酶分子开关调控蛋白
调控蛋白构成细胞内 GTP 酶超家族,包括三聚体 GTP 结合蛋白和如 Ras 和类 Ras 蛋白的单体 GTP 结合蛋白。所有 GTP 酶开关蛋白都有两种状态:一是与 GTP 结合呈活化(开启)状态,进而改变特殊靶蛋白的活性;二是与 GDP 结合,处于失活(关闭)状态。 GTP 酶开关蛋白通过两种状态的转换控制下游靶蛋白的活性。信诱导的开关调控蛋白从失活态向活化态的转换,
由鸟苷酸交换因子( guanine nucleotide - exchange factoj GEF ）
所介导, GEF 引起 GDP 从开关蛋白释放,继而结合 GTP 并引发开关调控蛋白( G 蛋白)构象改变使其活化;随着结合的 GTP 的水解形成 GDP 和 Pi ,开关调控蛋白又恢复成失活的关闭状态; GTP 的水解速率又被 GTP 酶促进蛋白( GTPase - accelerating proteirGAP )和 G 蛋白信号调节子( regulator of G protein - signaling RGS )所促进,被鸟苷酸解离抑制物( guanine nucleotide dissociation inhibitot , GDD 所抑制
(2)蛋白激酶/蛋白磷酸酶
一类最普遍存在的分子开关机制是通过蛋白激酶( protein kinase )使靶蛋白磷酸化,通过蛋白磷酸酶( protein phosphatase )使靶蛋白去磷酸化,从而调节靶蛋白的活性, 蛋白质磷酸化和去磷酸化可为细胞提供一种“开关”机制,使各种靶蛋白处于“开启”或“关闭”的状态 。蛋白质磷酸化和去磷酸化可以改变蛋白质的电荷并改变蛋白质构象,从而导致该蛋白质活性的增强或降低,是细胞内普遍存在的种调节机制,蛋白激酶和蛋白磷酸酶在几乎所有的信号通路中被普遍使用。在代谢调节、基因表达、周期调控中具有重要作用
(3)钙调蛋白
Ca 2+作为胞内第二信使,在调控细胞对多种信号的应答反应中发挥基本作用, 钙调蛋( calmodulin , CaM )是细胞质中普遍存在的小分子蛋白,有148个氨基酸残基,每个 CaM 分子具有4个 Ca 2+结合位点,它作为行使多种功能的分子开关蛋白介导多种 Ca 的细胞效应, CaM 可通过与 Ca2+的结合或解离而分别处于活化或失活的“开启”或“关闭”状态。形成的 Ca2+-CaM 复合物可结合多种酶及其他靶蛋白,并修饰其活性。
