레닌저 생화학 (Lehninger Principles of Biochemistry) 5판 Ch12 요약정리

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레닌저 생화학 (Lehninger Principles of Biochemistry) 5판 Ch12 요약정리에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ch12. Biosignaling (생체신호전달)
1. 신호전달의 일반적인 양상
2. GPCR and second messengers
3. Receptor Tyrosine Kinases
4. Receptor Guanylyl cyclases, cGMP, and Protein Kinase G
5. multivalent adaptor protein and membrane rafts
6. Gated ion channels
7. Integrin
8. steroid hormone에 의한 전사의 조절
10. 시각, 후각, 미각에서 감각신호의 변환
11. 단백질 kinase에 의한 세포 주기의 주절
12. oncogenes, Tumor suppressor genes, Programmed cell death

본문내용

칼슘통로를 통하여 칼슘을 세포 속으로 유입시키거나 ER, mt에서 칼슘이 방출하도록 하여 칼슘 농도가 증가한다. 까지 농도가 증가하면 calmodulin(CaM)과 칼슘이 결합하여 CaM의 형태를 변화시키고, 여러 단백질의 활성을 조절하게 된다.
- 칼슘 결합 단백질 족으로는 CaM, troponin 등이 있는데 CaM은 4개의 칼슘 결합자리를 갖고 이 결합자리는 각각 EF hadn라고 부르는 helix-loop-helix motif 안에 존재한다.
- 칼슘 농도는 단순히 올라갔다가 내려가는 것이 아니다. 세포밖 호르몬 농도가 일정하게 유지될지라도 오히려 몇 초 간격을 두고 주기적으로 오르내리는 기복의 변화를 보인다. 이것은 칼슘의 feed back regulation이 관여하기 때문이다.
- 일시적이고 고도로 localized된 칼슘 농도 증가 (Fig 12-13 at 438p)
= blip (한줄기 가는 신호) : ER의 IP3 개폐 칼슘 통로는 군집을 이루고 있으며 각각 독립적으로 IP3 신호를 받을 수 있다. 약한 자극은 적은 농도의 IP3를 증가시켜 잠시 하나의 통로를 열게되어 blip을 유발한다.
= puff (부풀은 신호) : 다소 강한 자극은 더욱 크게 IP3 농도를 증가시켜 군집으로 있는 모든 칼슘 통로를 열게되어 puff를 유발한다.
= wave (파장) : 매우 큰 puff는 이웃하는 군집의 칼슘 통로 포함할 정도로 충분히 큰 영역에 칼슘 농도를 증가시킨다. 이웃하는 군집의 통로를 열게됨으로써 이 효과가 옆으로 전파되고 결과적으로 ER을 따라 이동하는 wave를 일으킨다.
12.3 Receptor Tyrosine Kinases
- RTKs는 형질막 바깥쪽에 ligand-binding domain이 있고, 세포질쪽에 enzyme active site가 있으며, 두 영역은 세포막을 횡단하는 하나의 분절에 의하여 연결되어 있다. 세포질 영역은 Tyr kinase이며, 인슐린과 EGF에 대한 수용체가 전형적인 예이다.
- RTK는 Tyr phosphorylation과 Ser/Thr phosphorylation 이 있는데 Tyr phosphorylation이 훨씬 많다.
1. 인슐린 수용체의 자극은 단백질 인산화연쇄반응(Cascade of protein phosphorylation reaction)을 시작한다.
- 인슐린 수용체는 두개의 α소단위와 두 개의 β소단위로 구성된다. α소단위는 인슐린 결합자리를 갖고, β소단위의 세포질 쪽 영역은 단백질 kinase 활성을 갖고 있어서 ATP의 인산기 하나를 특정한 표적 단백질에 있는 Tyr 잔기의 hydroxyl기에 전달한다. RTK는 보통 ligand가 붙으면 dimer를 형성하나 인슐린 수용체는 본래 dimer로 붙어있다.
- autophosphorylation : 각 β소단위는 상대편 β소단위의 카복시말단 근처에 위치한 3개의 특정 Tyr 잔기를 인산화시킨다. 이에 의하여 효소의 활성자리가 노출되어 다른 표적 단백질의 Tyr 잔기를 인산화시킬 수 있다. 정상적으로 활성자리를 차단하고 있던 세포질 영역의 일부분이 인산화되면서 활성자리에서 빠져 나가 표적 단백질과 결합할 수 있도록 자리를 열어준다.
*Fig 12-15
1) 인슐린 수용체에 인슐린이 결합하면 그 수용체의 카복시말단 영역의 Tyr 잔기에서 자가인산화가 일어난다.
2) 인슐린 수용체는 IRS-1의 Tyr 잔기를 인산화시킨다.
3) Grb2의 SH2 영역은 IRS-1의 -Tyr 에 결합한다.Sos는 Grb2와 결합하고, 이후에 Ras에 결합하여 Ras에 결합된 GDP를 방출하고 GTP결합을 촉진한다.
4) 활성화된 Ras는 Raf-1에 결합하여 그것을 활성화시킨다.
5) Raf-1은 MEK의 두 개의 Ser 잔기를 인산화시켜서 그것을 활성화시킨다. MEK는 ERK의 Thr과 Tyr 잔기를 인산화시켜서 그것을 활성화시킨다.
6) ERK는 핵으로 이동하여 Elk1과 같은 핵의 전사인자를 인산화시켜서 그것을 활성화시킨다.
7) 인산화된 Elk1은 SRF(serum response factor)에 결합하여 함께 세포 분열에 필요한 일련의 유전자들의 전사와 번역을 촉진한다.
- Grb2 : 자체에 촉매 활성을 갖지 않은 연결자 단백질로서 신호전달을 위해 상호작용해야 하는 두 단백질을 함께 모으는 역할을 한다.
= SH2 domain (Src homology 2) : protein partner의 C-terminal 쪽 -Tyr 잔기와 결합.
(cf. PTB(phosphotyrosin binding domain)는 target peptide의 N-terminal쪽 -Tyr 잔기와 결합)
= SH3 domain : Sos의 Pro-rich sequence에 결합.
- Sos가 Grb2에 결합하면 GEF(Guanosine nucleotide-exchange factor)로 작용하여 G-protein의 일종인 Ras에 결합된 GDP를 GTP로 치환시키는 반응을 촉매한다. GTP-Ras(활성형)
- INS-R(Insulin receptor substrate-1) : Tyr kinse
- MEK(mitogen-activated ERK-activating kinase) : Thr/Tyr kinase (Thr과 Tyr 인산화되어야 활성. )
- ERK(extrcellular regulated kinase) : Thr과 Tyr 인산화되어야 활성. MAPK(mitogen-Activated protein kinase) 라고도 함.
- Raf-1, MEK, ERK는 Ser/Thr kinase 이다.
2. 형질막 인지질 PIP3는 인슐린 신호경로의 한 분지점에서 작용한다.
- 인슐린으로부터의 신호전달 경로는 IRS-1의 분지점에서 여러 지류로 뻗어나간다.
활성화된 수용체 하나가 여러 개의 IRS-1 분자들을 활성화시켜 인슐린 신호를 증폭시킬수 있으며, IRS-1을 인산화시키는 다른 수용체(EGF-R, PDGF-R등)로부터 들어온 신호를 통합할 수 있다. 또한 IRS-1은 SH2 영역을 갖고 있는 어떠한 단백질도 활성화시킬 수 있기

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