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磷脂酰甘油B.Maruo和A.A.Benson(1958)在栅藻属(Scenedesmus)细胞的醇抽提物中发现的磷脂的主要成分。广泛分布于生物界,在微生物中,有时也是磷脂的主要成分。与心磷脂,磷脂酰肌醇一样,是一种酸性磷脂。在生长中的大肠杆菌中,它的代谢速率较其它磷脂为高。它是由CDP甘油酯与磷酸甘油生物合成为磷酸磷脂酰甘油,再通过脱磷酸而形成为磷脂酰甘油。天然的磷脂酰甘油是二酰基-L-3-磷酸甘油-D-3-甘油。通过磷脂酶A的作用,生成溶血磷脂酯酰甘油。在微生物中,还存在着磷脂酰甘油的O-氨基酸酯,已知的氨基酸是丙氨酸、赖氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸和组氨酸等。这些氨基酸生成的酯,据估计是通过tRNA进行生物合成的。此外,在动物组织等也可能存在双磷脂酸。磷脂酰甘油也是胡萝卜素类脂生物合成的中间产物。另外也有报告指出,存在着酰基磷脂基甘油。

基本特性

化学途径

是G蛋白偶联受体的信号转导通路中的一种途径, 在信号通路中胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合,激活质膜上的磷脂酶C(PLC-β),使质膜上4,5-二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰基甘油(DG)两个第二信使,胞外信号转换为胞内信号,这一信号系统又称为“双信使系统”(Double Messenger System)。

IP3与内质网上的IP3配体门钙通道结合,开启钙通道,使胞内Ca2+浓度升高。激活各类依赖钙离子的蛋白。用Ca2+载体离子霉素(ionomycin)处理细胞会产生类似的结果。 DG结合于质膜上,可活化与质膜结合的蛋白激酶C(Protein Kinase C,PKC)。PKC以非活性形式分布于细胞溶质中,当细胞接受刺激,产生IP3,使Ca2+浓度升高,PKC便转位到质膜内表面,被DG活化,PKC可以使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化使不同的细胞产生不同的反应,如细胞分泌、肌肉收缩、细胞增殖和分化等。DG的作用可用佛波醇酯(phorbol ester)模拟。

生理作用

DG通过两种途径终止其信使作用:一是被DG-激酶磷酸化成为磷脂酸,进入磷脂酰肌醇循环;二是被DG酯酶水解成单酯酰甘油。由于DG代谢周期很短,不可能长期维持PKC活性,而细胞增殖或分化行为的变化又要求PKC长期活性所产生的效应。现发现另一种DG生成途径,即由磷脂酶催化质膜上的磷脂酰胆碱断裂产生的DG,用来维持PKC的长期效应。

首先由激活的SrcPrK和ZAP-70通过LAT使膜结合的磷脂酶C(PLC)分子丁链上的酪氨酸残基发生磷酸化。磷酸化的PLC—γ发挥酶活性,使底物二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解成两个成分:三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DAG)。IP3可迅速地从膜内侧向胞质溶胶中扩散,一方面打开细胞膜上的钙通道使Ca2+进入细胞内,同时开启细胞内钙池(内质网)增加Ca2+—的释放,协同提高胞内游离钙的浓度。胞质Ca2+含量的上升,激活一种称为钙调蛋白(camodulin)的Ca2+结合蛋白,后者可调节其他酶类的活性,并最终导致钙调磷酸酶的激活。

激活信号

抗原激活信号转导磷脂酰肌醇途径的启动钙调磷酸酶是一种丝、苏氨酸磷酸酶而不是PTK。另一方面,与胞膜内侧相联的DAG则直接激活PKC。后面熔会捍到,钙调磷酸酶和PKC主要分别活化两种重要的转录因子NF—AT和NF—cB。因而在这一条信号转导的下游通路中,实际上再一分为二,形成钙调磷酸酶参与的途径。和PKC介导的途径。由于一个PLCγ分子可以产生很多的IP2和DAG,这就放大了传入的抗原识别信号.并保证其转导的有效性。[1]

分子信号

Ca2+活化各种Ca2+结合蛋白引起细胞反应,调素(calmodulin,CaM)由单一肽链构成,具有四个钙离子结合部位。结合钙离子发生构象改变,可激活钙调素依赖性激酶(CaM-Kinase)。细胞对Ca2+的反应取决于细胞内钙结合蛋白和钙调素依赖性激酶的种类。如:在哺乳类脑神经元突触处钙调素依赖性激酶Ⅱ十分丰富,与记忆形成有关。该蛋白发生点突变的小鼠表现出明显的记忆无能。

IP3信号的终止是通过去磷酸化形成IP2,或被磷酸化形成IP4。Ca2+由质膜上的Ca2+泵和Na+-Ca2+交换器将抽出细胞,或由内质网膜上的钙泵抽进内质网。

参考文献