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目录1

第1章 基因表达调控 孙超 刘景生1

1.1 基因表达调控概览——方式和地点1

1.2 蛋白质-核酸间的相互作用是基因特异性表达调控的基础2

1.2.1 DNA结合蛋白的结构基序3

1.2.2 蛋白质-核酸复合物中特异性相互作用的本质7

1.2.3 在蛋白质-DNA相互作用中DNA构象的作用9

1.2.4 识别序列的结构和DNA结合蛋白的四级结构10

1.3.1 转录调控元件12

1.3 转录调控原理12

1.3.2 抑制子和转录激活子的功能要求13

1.3.3 DNA结合蛋白的活性控制机制14

1.3.3.1 效应分子的结合14

1.3.3.2 抑制蛋白的结合16

1.3.3.3 调节蛋白的修饰17

1.3.3.4 调节性DNA结合蛋白的浓度变化17

1.4 真核生物中的转录调控18

1.4.1 原核生物中转录起始概览18

1.4.2 真核转录的基本特征20

1.4.3.2 真核转录的基本步骤21

1.4.3 真核转录装置21

1.4.3.1 转录起始位点的结构和调控序列21

1.4.3.3 通用转录起始因子和RNA聚合酶形成基本的转录装置23

1.4.3.4 RNA聚合酶Ⅱ的磷酸化和转录起始25

1.4.3.5 TFⅡ H-A—关键的调节蛋白复合物27

1.4.4 DNA结合蛋白对真核转录的调控27

1.4.4.1 真核转录激活子的结构28

1.4.4.2 转录调节中转录激活子和辅助转录激活子的协同作用29

1.4.5.1 转录激活子调控的主要途径32

1.4.5 转录激活子的活性调节32

1.4.4.3 与转录装置的相互作用32

1.4.5.2 转录激活子的磷酸化33

1.4.5.3 异源二聚化36

1.4.5.4 通过结合效应分子的调节37

1.4.6 转录的特异性抑制37

1.4.7 染色质结构和转录激活39

1.4.7.1 转录活性和组蛋白乙酰化41

1.4.7.2 转录活性和组蛋白甲基化44

1.4.7.3 增强子体45

1.4.8 DNA甲基化47

1.5 基因表达的转录后调节49

1.5.1 前体mRNA的5＇末端和3＇末端修饰50

1.5.2 通过可变多聚腺苷酸化和可变剪接形成可变mRNA51

1.5.3 通过转运和前体mRNA的剪接进行调控53

1.5.4 mRNA的稳定性54

1.5.5 翻译水平的调控57

l.5.5.1 通过蛋白质与mRNA 5＇末端的结合进行调控57

1.5.5.2 通过修饰起始因子进行调节58

1.6 参考文献62

2.1 作为催化剂的酶65

第2章 酶活性的调节 孙超　 刘景生　 译65

2.2 效应分子对酶的调节66

2.3 变构调节的主要特征67

2.4 通过结合抑制蛋白和激活蛋白调节酶活性68

2.5 磷酸化对酶活性的调节69

2.5.1 磷酸化对糖原磷酸化酶的调节71

2.5.2 磷酸化对异柠檬酸脱氢酶（大肠杆菌）的调节73

2.6 通过“泛素-蛋白酶体”途径的调节73

2.6.1 泛素系统的组分74

2.6.2 在蛋白酶体中的降解78

2.6.3 泛素-蛋白酶体降解途径中的底物识别79

2.6.4 泛素连接的调节功能和蛋白质的定向降解80

2.7 通过SUMO化进行的蛋白调节82

2.8 参考文献83

第3章 信号通路的功能和结构 王抒 刘景生85

3.1 信号通路的一般功能85

3.2 信号通路的结构86

3.2.1 细胞间通讯的机制86

3.2.2 胞内信号转导的原理88

3.2.3 胞内信号转导的组分89

3.2.4 信号传递链中蛋白质的偶联90

3.2.4.1 特定的蛋白质-蛋白质相互作用介导的偶联90

3.2.4.2 蛋白模块介导的偶联91

3.2.4.3 可逆性锚定位点介导的偶联91

3.2.4.4 共区域化介导的偶联91

3.2.4.5 线性、分支和串话92

3.2.4.6 受体和信号应答的可变性和特异性93

3.3 胞外信号分子95

3.3.1 激素的化学性质98

3.3.2 激素类似物——激动剂和拮抗剂98

3.3.3 内分泌、旁分泌和自分泌信号传递99

3.3.4 信号分子介导的蛋白质直接修饰100

3.4 激素受体100

3.4.1 通过受体的激素识别100

3.4.2 激素和受体间的相互作用100

3.5 信号的放大102

3.6 细胞内和细胞间信号传递的调节104

3.7 膜的锚定和信号转导105

3.7.2 软脂酰化107

3.7.1 肉豆蔻酰化107

3.7.3 法呢酰化和四甲基十六碳酰化108

3.7.4 糖基-磷脂酰-肌醇锚(GPI锚)108

3.7.5 脂质锚的开关功能109

3.8 参考文献111

第4章 核受体介导的信号转导 徐恒卫 刘景生 译113

4.1 核受体配基113

4.2 核受体介导信号转导的原理114

4.3 核受体的分类和结构116

4.3.1 核受体的DNA结合元件（HRE）117

4.3.3 HRE的识别和HRE-受体复合体的结构119

4.3.2 核受体的DNA结合区119

4.3.4 配基结合域121

4.3.5 核受体的反式激活元件123

4.4 核受体的转录调节机制124

4.5 核受体信号通路的调节和变化126

4.6 甾体激素受体信号通路128

4.7 视黄醛、维生素D3和T3激素介导的信号通路130

4.7.1 RXR异源二聚体的HRE的结构131

4.7.2 HRE、受体和激素间相互作用的复杂性131

4.8 参考文献132

第5章 G蛋白偶联的信号传递通路 岳赟 刘景生 译135

5.1 跨膜受体——一般结构及分类135

5.2 跨膜受体的结构原理136

5.2.1 跨膜受体的胞外结构域137

5.2.2 跨膜结构域137

5.2.3 跨膜受体的胞内结构域139

5.2.4 受体活性调节140

5.3 G蛋白偶联的受体140

5.3.1 G蛋白偶联受体的结构141

5.3.2 配基的结合143

5.3.4 7-螺旋体跨膜受体的关闭和脱敏144

5.3.3 信号传递机制144

5.3.5 G蛋白偶联受体的二聚化作用147

5.4 调节性GTP酶147

5.4.1 GTP酶超家族——一般结构及机制147

5.4.2 GTP类似物对GTP酶的抑制作用149

5.4.3 作为GTP酶的共同结构元件的G结构域150

5.4.4 不同的GTP酶家族151

5.5 G蛋白的异源三聚化151

5.5.1 异三聚体G蛋白的分类152

5.5.2 作为异源三聚G蛋白定性工具的毒素153

5.5.3 异三聚体G蛋白的功能性循环154

5.5.4 G蛋白质的开关功能的结构和机制156

5.5.5 βγ复合体的结构和功能161

5.5.6 G蛋白的膜结合162

5.5.7 G蛋白调节子——光感因子和RGS蛋白163

5.6 G蛋白的效应分子165

5.6.1 腺苷酸环化酶和cAMP作为第二信使165

5.6.2 磷脂酶C168

5.7 参考文献170

6.1 细胞内信使物质的功能173

第6章 细胞内的信使物质——第二信使 岳赟 刘景生 译173

6.2 cAMP174

6.3 cGMP176

6.4 肌醇磷脂和肌醇磷酸的代谢178

6.5 Ins（1,4,5）P3和Ca2+的释放181

6.5.1 Ca2+储库的Ca2+释放181

6.5.2 细胞外Ca2+的内流184

6.5.3 细胞内Ca2+的外排和储存185

6.5.4 Ca2+浓度的时空变化186

6.6.1 PI3激酶187

6.6 磷脂酰肌醇磷酸和PI3激酶187

6.6.2 信使物质PtdIns（3,4,5）P3189

6.6.3 Akt激酶和 PtdIns（3,4,5）P3信号途径190

6.6.4 PtdIns（4,5）P2的功能191

6.7 Ca2+作为信号分子191

6.7.1 作为Ca2+受体的钙调素194

6.7.2 Ca2+／钙调素的靶蛋白196

6.7.3 其他Ca2+受体196

6.8 作为信号分子的二酰基甘油196

6.9 其他脂类信使197

6.10 一氧化氮信号分子198

6.10.1 一氧化氮的反应性及稳定性199

6.10.2 一氧化氮的合成200

6.10.3 一氧化氮的生理功能及其毒性200

6.11 参考文献203

第7章 丝氨酸／苏氨酸特异性蛋白激酶和蛋白磷酸酶 臧梦维 译205

7.1 蛋白激酶的分类、结构和特征205

7.1.1 蛋白激酶的一般分类和功能205

7.1.2 丝氨酸／苏氨酸特异性蛋白激酶分类207

7.2 蛋白激酶的结构和调节208

7.2.1 蛋白激酶的主要结构元件209

7.2.2 底物结合与识别211

7.2.3 蛋白激酶活性调节212

7.3 蛋白激酶A214

7.3.1 蛋白激酶A的结构和底物特异性214

7.3.2 蛋白激酶A的调节215

7.4 蛋白激酶C215

7.4.1 特征和分类216

7.4.2 蛋白激酶C的结构和活化218

7.4.3 蛋白激酶C活性的调节220

7.4.4 蛋白激酶C的功能和底物222

7.5.2 CaM激酶Ⅱ的结构及其自我调节223

7.5 Ca2+／钙调素依赖的蛋白激酶223

7.5.1 重要性和一般功能223

7.6 丝氨酸／苏氨酸特异性蛋白磷酸酶226

7.6.1 丝氨酸／苏氨酸蛋白磷酸酶的结构和分类226

7.6.2 丝氨酸／苏氨酸蛋白磷酸酶的调节226

7.6.3 蛋白磷酸酶1227

7.6.4 蛋白磷酸酶2A229

7.6.5 蛋白磷酸酶2B230

7.7 亚细胞定位调节蛋白磷酸化232

7.8 参考文献234

第8章 特异性酪氨酸蛋白激酶受体与信号传递 孟爱民 译237

8.1 受体酪氨酸激酶的结构和功能238

8.1.1 一般结构及分类238

8.1.2 配基结合及激活239

8.1.3 酪氨酸激酶结构域的结构和激活242

8.1.4 受体酪氨酸激酶的效应蛋白244

8.1.5 RTK信号的衰减和终止245

8.2 偶合信号蛋白因子的蛋白模块247

8.2.1 SH2结构域248

8.2.2 磷酸化酪氨酸结合域249

8.2.3 SH3域250

8.2.4 膜靶向域：Pleckstrin同源域及FYVE结构域251

8.2.5 磷酸化丝氨酸／色氨酸结合域251

8.2.6 PDZ结构域252

8.3 非受体型酪氨酸特异性蛋白激酶253

8.3.1 非受体型酪氨酸激酶结构和一般功能253

8.3.2 Src酪氨酸激酶及Ab1酪氨酸激酶253

8.4 蛋白酪氨酸磷酸酶256

8.4.1 蛋白酪氨酸磷酸酶的结构和分类256

8.4.2 蛋白酪氨酸磷酸酶与蛋白酪氨酸激酶的协同作用258

8.4.3 蛋白酪氨酸磷酸酶的调节259

8.5 细胞内信号转导的中继分子261

8.6 参考文献262

第9章 Ras蛋白介导的信号传递 孟爱民 译265

9.1 单体GTP酶的Ras超家族265

9.2 Ras蛋白的一般意义267

9.3 Ras蛋白的结构和生化特性268

9.3.1 GTP结合型和GDP结合型Ras蛋白的结构269

9.3.2 GTP水解—GAP蛋白的激活机制270

9.3.3 Ras蛋白转化突变体的结构和生化特性271

9.4 Ras蛋白的膜定位273

9.6 鸟苷酸交换因子在Ras信号转导中的作用274

9.5 Ras信号传递过程中GTP酶激活蛋白274

9.6.1 鸟苷酸交换因子的一般功能275

9.6.2 鸟苷酸交换因子的结构和激活275

9.7 Raf激酶作为Ras蛋白信号传递的效应蛋白277

9.7.1 Raf激酶的结构278

9.7.2 Raf激酶与Ras蛋白的相互作用278

9.7.3 Raf激酶的激活和调控机制278

9.8 Ras蛋白多种信号的接收和传递280

9.9 参考文献283

第10章 细胞内信号转导——MAP激酶通路的蛋白级联反应 孟爱民 译285

10.1 MAPK通路的组成286

10.2 哺乳动物细胞主要的MAPK通路288

10.2.1 ERK通路289

10.2.2 JNK／SAPK、p38和ERK5 MAPK通路291

10.3 参考文献292

第11章 与酪氨酸激酶活性相关的膜受体 臧梦维 译293

11.1 细胞因子和细胞因子受体293

11.2 细胞因子受体的结构及活性294

11.2.1 胞浆酪氨酸激酶的激活297

11.2.2.1 Janus激酶299

11.2.2 Jak-Stat通路299

11.2.2.2 Stat蛋白300

11.3 T细胞和B细胞抗原受体302

11.3.1 受体结构302

11.3.2 T细胞和B细胞抗原受体的细胞内信号分子303

11.4 整合素介导的信号转导304

11.5 参考文献307

第12章 其他受体类型 杨柯 刘景生 译309

12.1 具有内在Ser／Thr激酶活性的受体——TGFB受体和Smad蛋白309

12.1.1 TGFβ受体309

12.1.2 Smad蛋白310

12.2 膜内蛋白水解作用介导的受体调节312

12.3 双组分通路介导的信息转导314

12.4 参考文献316

第13章 细胞周期调控 张世馥 杨锋 译317

13.1 细胞周期概述317

13.1.1 细胞周期控制原则318

13.1.2 内部控制机制319

13.1.3 外部控制机制319

13.1.4 细胞周期的重要事件及转换320

13.2.1 周期蛋白依赖性蛋白激酶321

13.2 细胞周期各环节的关键因素321

13.2.2 周期蛋白依赖性蛋白激酶的结构及其磷酸化作用的调节323

13.2.3 周期蛋白324

13.2.4 周期蛋白的浓度调节325

13.2.5 周期蛋白依赖性蛋白激酶激活的结构基础326

13.2.6 周期蛋白依赖性蛋白激酶的抑制因子——CKI328

13.2.7 周期蛋白依赖性蛋白激酶的底物331

13.2.8 周期蛋白依赖性蛋白激酶的多重调控机制332

13.3 通过蛋白质水解调节细胞周期332

13.3.1 通过SCF复合物的靶水解333

13.3.2 有丝分裂过程中的蛋白质水解——后期-启动复合物／周期小体335

13.4 G1／S期转换336

13.4.1 D型周期蛋白的功能336

13.4.2 细胞周期中pRb蛋白的功能338

13.5 DNA复制过程中细胞周期调控342

13.6 G2／M转换和Cdc25磷酸酶344

13.7 细胞周期总结345

13.8 DNA损伤检验点345

13.9 参考文献347

14.1.1 肿瘤细胞特性349

第14章 信号通路障碍和肿瘤形成——致癌基因和抑瘤基因 杨柯 刘景生 译349

14.1 肿瘤形成概述349

14.1.2 肿瘤细胞中的遗传变化350

14.1.3 肿瘤细胞中表遗传学变化351

14.1.4 致癌基因突变原因352

14.1.5 DNA修复、DNA损伤检查站和肿瘤形成353

14.1.6 细胞分裂与肿瘤形成353

14.2 细胞分裂活性、信号蛋白功能错误与肿瘤形成354

14.2.1 细胞的命运——静止、分裂或死亡354

14.3.1 致癌基因和原癌基因355

14.3 致癌基因和抑瘤基因定义和一般功能355

14.3.2 原癌基因激活机制356

14.3.3 致癌基因功能实例359

14.4 抑瘤基因——一般功能362

14.5 DNA修复、DNA完整性和肿瘤抑制364

14.6 肿瘤中成视网膜细胞瘤蛋白pRb365

14.7 p16INK4B基因座和ARF368

14.8 抑瘤蛋白p53368

14.8.1 p53蛋白的结构和生化特性368

14.8.2 p53的特异序列DNA结合369

14.8.3 p53调控基因371

14.8.4 p53功能的活化、控制和调节373

14.8.5 p53调节综述374

14.8.6 MDM2-p53网络和肿瘤377

14.9 肿瘤抑制子APC和Wnt／β连环蛋白信号通路378

14.10 参考文献379

第15章 细胞凋亡 闫慧 张世馥 译381

15.1 细胞凋亡的基本功能381

15.2 细胞凋亡概述383

15.3 Caspase——蛋白水解性凋亡383

15.4 Bc1-2蛋白家族——凋亡的看门人388

15.5 线粒体凋亡通路389

15.6 死亡受体介导的凋亡391

15.6.1 Fas／CD95信号通路391

15.6.2 肿瘤坏死因子受体1和凋亡393

15.7 凋亡与细胞信号通路的联系394

15.7.2 p53蛋白与凋亡396

15.8 参考文献397

索引399

15.7.1 P13激酶／Akt激酶和凋亡895