生物通讯与细胞信号转导的分子机制.ppt

生物通讯与细胞信号转导的分子机制 参与信号转导的分子种类 问题3细胞信号转导分子 信号转导分子的作用机制 问题4细胞信号转导通路和网络 问题1细胞间通讯 生物在整体和细胞水平如何与环境协调 问题2细胞信号转导 通讯信号如何在细胞内引起功能变化 蛋白激酶与蛋白磷酸酶GTP结合蛋白及其调节分子接头蛋白及蛋白质相互作用转录因子 细胞内关键大分子信号转导分子 4 5 蛋白复合物proteincomplexesorclusters 是细胞信号转导分子共同构成的基本工作场所是信号转导过程特异性和精确性的保证是网络性调控的基础 signalosomes transducisomes signalcomplex signalcassettes signalingmodules 6 转录调控复合物 7 蛋白相互作用是信号转导复合物形成的基础 蛋白相互识别的结构基础 蛋白相互作用结构域 蛋白复合物的重要结构蛋白 衔接蛋白adapterprotein支架蛋白scaffoldprotein 8 蛋白相互识别结合结构域 无催化活性存在于多种分子介导信号转导分子的相互识别和结合 Proteininteractiondomain 9 TheSH2Domain Src SH2 Srchomologydomain2 pYEEI 10 TheSH3Domain Class1RKXXPXXPClass2PXXPXR Srchomologydomain3 11 12 蛋白质相互作用结构域 13 蛋白相互作用是信号转导复合物形成的基础 蛋白相互识别的结构基础 蛋白相互作用结构域 蛋白复合物的重要结构蛋白 衔接蛋白adapterprotein支架蛋白scaffoldprotein 蛋白激酶与蛋白磷酸酶GTP结合蛋白及其调节分子接头蛋白及蛋白质相互作用转录因子 细胞内关键大分子信号转导分子 具有正调控作用的转录因子 组成型 可调控型 发育相关 信号依赖 固醇类受体超家族 细胞内信号活化 潜在细胞质内转录因子 细胞膜受体活化 细胞核内转录因子 NF kB将信号转导至细胞核内 参与信号转导的分子种类 问题3 信号转导分子的作用机制 问题4 信号转导分子的基本变化细胞信号转导网络的构成 细胞信号转导的基本机制 信号转导效应 细胞内酶活性改变快 细胞膜离子通道开启或关闭快 细胞核内相关基因表达慢 细胞代谢或生长繁殖分化状态发生改变 20 离子通道型受体及其信号转导G蛋白偶联型受体及其信号转导单跨膜受体介导的信号转导 主要细胞信号转导途径及其作用机制 细胞内受体介导的信号转导 膜受体 21 核受体的结构 高度可变区 转录调控DNA结合区 具有锌指结构 与DNA结合激素结合区 与配体结合 使受体二聚化 转录激活铰链区 与转录因子结合 触发受体向核内移动 22 激素反应元件 DNA分子中能与激素下游分子 转录因子 结合的特征性的核苷酸序列 激素反应元件 糖皮质激素 5 AGAACAXXXTGTTCT3 3 TCTTGTXXXACAAGA5 甲状腺素 5 AGGTCATGACCT3 3 TCCAGTACTGGA5 23 Theworkingmechanismoflipidsignalontheregulationofgeneexpression lipidsignals cytoplasma Hsp90 transcriptionactivationdomain Lipidsignalbindingsite DNAbindingdomain openingofDNAbindingdomain nucleus TATA 24 离子通道型受体及其信号转导G蛋白偶联型受体及其信号转导单跨膜受体介导的信号转导 主要细胞信号转导途径及其作用机制 细胞内受体介导的信号转导 膜受体 25 离子通道型受体信号转导 26 离子通道型受体及其信号转导G蛋白偶联型受体及其信号转导单跨膜受体介导的信号转导 主要细胞信号转导途径及其作用机制 细胞内受体介导的信号转导 膜受体 27 TheStructuralModelofGProteinCoupledReceptor GPCR 28 29 目前临床药物有50 与G蛋白信号系统有关 在销售量最高的100种药物中占25 G蛋白偶联型受体 2000个 10 30 离子通道型受体及其信号转导G蛋白偶联型受体及其信号转导单跨膜受体介导的信号转导 主要细胞信号转导途径及其作用机制 细胞内受体介导的信号转导 膜受体 31 Transductionof ARMediatedSignal InactivePKA activePKA phosphorylasebkinase glycogensynthase ATP ATP AMP PDE AR 32 G蛋白循环 33 AMP PDE 34 蛋白激酶AproteinkinaseA PKA R C R C C C R R 4cAMP cAMP cAMP cAMP cAMP 无活性PKA 有活性PKA 35 Transductionof ARMediatedSignal InactivePKA activePKA phosphorylasebkinase glycogensynthase ATP ATP AMP PDE AR 36 体内有多种G蛋白存在 37 G蛋白的 亚基及其效应分子 Ga种类 效应分子 细胞内信使 靶分子 as 腺苷酸环化酶活化 cAMP 蛋白激酶A活性 ai 腺苷酸环化酶活化 cAMP 蛋白激酶A活性 aq at 磷脂酶C活化 cGMP磷酸二酯酶活性 Ca2 IP3 DAG cGMP 蛋白激酶C活化 Na 通道关闭 38 39 离子通道型受体及其信号转导G蛋白偶联型受体及其信号转导单跨膜受体介导的信号转导 主要细胞信号转导途径及其作用机制 细胞内受体介导的信号转导 膜受体 40 41 42 离子通道型受体及其信号转导G蛋白偶联型受体及其信号转导单跨膜受体介导的信号转导 主要细胞信号转导途径及其作用机制 细胞内受体介导的信号转导 膜受体 43 VisualSignalTransduction 44 G蛋白的 亚基及其效应分子 Ga种类 效应分子 细胞内信使 靶分子 as 腺苷酸环化酶活化 cAMP 蛋白激酶A活性 ai 腺苷酸环化酶活化 cAMP 蛋白激酶A活性 aq at 磷脂酶C活化 cGMP磷酸二酯酶活性 Ca2 IP3 DAG cGMP 蛋白激酶C活化 Na 通道关闭 45 离子通道型受体及其信号转导G蛋白偶联型受体及其信号转导单跨膜受体介导的信号转导 主要细胞信号转导途径及其作用机制 细胞内受体介导的信号转导 膜受体 46 催化类受体 单跨膜受体 酶偶联受体 47 Intrinsicenzymeactivitytyrosinekinasesserine threninekinaseguanylatecyclaseLinkedenzymestyrosinekinese 酶偶联受体 48 受体型蛋白酪氨酸激酶 配体结合区 跨膜区 胞内区 激酶催化区 49 50 EGFR介导的信号转导通路 51 单跨膜受体的结构 52 53 蛋白质相互作用结构域 GAP GTPaseactivatingproteinGTPase激活蛋白 SOS Guanidineexchangefactor鸟苷酸交换因子 GEF GTP 调节Ras蛋白活性的因子 GAP Ras SOS GDP Ras ON OFF 55 丝裂原激活的蛋白激酶 mitogen activatedproteinkinase MAP激酶 MAPK MAPKKK MAPKK Thr Thr P P 磷酸酶 off on MAPK 56 MAPK属于蛋白丝 苏氨酸激酶 是接受受体转换和传递的信号并将其带入细胞核内的一类重要分子 在多种受体信号传递途径中均具有关键性关键性作用 MAPK级联激活系统 57 MAPK级联激活系统 细胞增殖 分化及凋亡 MAPK MAPKK MAPKKK P P 58 受体二聚体的形成及其磷酸化募集接头蛋白Grb2低分子量G蛋白调控分子SOS的活化低分子量G蛋白Ras的活化MAPK的级联激活转录因子的磷酸化及其转录调控作用 EGF受体介导的Ras MAPK途径活化的主要步骤 59 MAPKK MAPKKK MAPK EGFR Grab2 60 受体二聚体的形成及其磷酸化募集接头蛋白Grb2低分子量G蛋白调控分子SOS的活化低分子量G蛋白Ras的活化MAPK的级联激活转录因子的磷酸化及其转录调控作用 EGF受体介导的Ras MAPK途径活化的主要步骤 61 62 激素其他信号 生长因子细胞因子 七跨膜受体 单跨膜受体 G蛋白 效应分子 小分子信使 蛋白丝 苏激酶 细胞功能反应器 蛋白激酶 蛋白酪氨酸激酶 G蛋白偶联系统 蛋白分子相互作用 蛋白酪氨酸激酶相关系统 细胞信号转导的基本途径 神经递质趋化因子 crosstalk 63 信号迅速发生和迅速终止细胞信号转导过程具有级联放大效应细胞信号转导通路存在通用性和特异性不同信号转导通路间具有交叉联系 细胞信号转导过程的基本规律 64 放大 1个信号分子 受体 每个活化受体激活多个Gs分子 释放出a亚基 在一般时间里激活一个腺苷酸环化酶 Gs蛋白a亚基 活化腺苷酸环化酶 每个活化腺苷酸环化酶产生多许cAMP分子 cAMP