第五节 蛋白激酶C
蛋白激酶C（protein kinase C,PKC）是一类Ca[SB]2+[/SB]、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、Ca[SB]2+[/SB]、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 |
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Ca[SB]2+[/SB]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Ca[SB]2+[/SB]、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Ca[SB]2+[/SB]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[SB]-7[/SB]M。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Ca[SB]2+[/SB]、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