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mRNA 51
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C 168
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 cAMP 174
6.3 cGMP 176
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）P3 189
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A 214
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C 215
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1 227
7.6.4 蛋白磷酸酶2A 229
7.6.5 蛋白磷酸酶2B 230
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——CKI 328
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pRb 365
14.7 p16INK4B基因座和ARF 368
14.8 抑瘤蛋白p53 368
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