细胞生物学 第五章 细胞通讯PPT课件

.第1、5章细胞通信、Cellcommunication、2、5.1细胞通信的基本特征5.2信号分子5.3受体5.4cAMP信号通路5.5磷脂酰肌醇信号通路5.6酶联受体信号通路5.7信号的综合和终止，3、5.1细胞通信的基本特征一般过程识别：信号分子受体蛋白信号转导5.1.1细胞通信的一般过程和引起的反应，概念：细胞通信(cellcommunication )是通过细胞间或细胞内高精度高效地传递信息的通信机制，对环境作出综合反应的细胞行为。4、细胞对胞外信号组合的反应决定细胞命运，特征1 :同一信号发生不同反应，如乙酰胆碱引起骨骼肌收缩，心肌收缩频率降低，唾液腺细胞分泌。 特点2 :不同信号产生相同效果，如肾上腺素和胰高血糖素可提高血糖值。 引起的反应，酶活性的变化基因表达的变化细胞骨架配置透过性的变化DNA合成活性的变化细胞死亡程序的变化等5、 cell signalingcellsignalingcanaffectvirtualyeveryaspectofcellstructureandfunction :ononehand : anunderstandengofcellsing aboutothertypesofcellularactivity . on the other hand : insinstititinstitititinstitititithehetecleclinstititinstitititititietheheeeeminginstitititititititititi 用间隙连接细胞间的丝、卵细胞融合、细胞外信号分子：蛋白质、肽、氨基酸、核苷酸、脂肪酸衍生物及溶解气体、细胞与细胞外基质的结合、8、8、细胞通信的途径和方式、9、信号分子的合成。 信号分子从信号转导细胞释放到周围环境。 信号分子被输送至靶细胞。 细胞通信的基本过程：靶细胞信号分子的识别和检测。 细胞通过膜传递细胞外信号，产生细胞内信号。 细胞内信号作用于效应分子，进行逐步扩增的级联反应，引起细胞代谢、生长、基因表达等方面的一系列变化。10、答案：是细胞通信的基本概念，但两者含义不同，前者强调信号的释放和传导，细胞通信的前三个过程：信号分子的合成3360等细胞能够合成信号分子，而内分泌细胞是信号分子的主要来源。 信号分子从信号转导细胞释放到周围环境是一个非常复杂的过程，特别是蛋白类信号分子，经过内膜类的合成、加工、筛选和分泌，最后释放到细胞外。 信号分子输送至靶细胞的：输送方式多种多样，主要通过血液循环系统输送至靶细胞。 信号转导强调信号的接收和放大，细胞通信后三步：靶细胞对信号分子的识别和检测：主要通过细胞质膜和细胞内受体蛋白的选择性识别和结合。 细胞通过膜传递细胞外信号，产生细胞内信号。 细胞内信号作用于效应分子，进行逐步扩增的级联反应，引起细胞代谢、生长、基因表达等方面的一系列变化。信号传递(cellsignalling )和信号传递(signaltransduction )之间的差异比较11， 化学分子非营养物非能量物质非结构物非酶主要用于细胞内传递信息的5.2.1信号分子和类型、概念：类型：、12 激素(hormone )通过内分泌信号传递的概念：激素为内分泌细胞(肾上腺、睾丸、卵巢) 参与细胞通信的激素占3种：蛋白和肽激素： 80%，水溶性，作用于质膜受体和甾体激素：细胞内受体的氨基酸衍生物激素：酪氨酸衍生的小分子激素、质膜受体(肾上腺素)和细胞内受体(甲状腺激素)。、13、局部化学介质和旁分泌(paracrine )信号转导细胞分泌化学介质(localchemicalmediator )在细胞外液中作用于相邻靶细胞，距离短。 就像生长因子。 自分泌和自分泌信号转导是细胞对自身产生的物质的反应，在病理条件下常见，如肝细胞释放合成的生长因子，可以刺激自身。 受伤的细胞也能自我分泌。 该信号中最主要的是前列腺素(prostaglandins，PG )。14，神经递质是由神经细胞分泌为突触(synapses )的信号分子这些在进入靶细胞之前，突触必须靠近靶细胞必须产生电信号以引起邻近靶细胞的反应。 神经递质只作用于连接的靶细胞。 乙酰胆碱和-氨基丁酸是典型的神经末端分泌的神经递质作用时间短、速度快、部位准确、维持时间短、与受体亲和力低。15、细胞表面受体细胞内受体、信号分子类型？亲水性，脂溶性，18，一般特性概念：与配体结合产生特定效果的蛋白质总称为受体。 由信息分子识别并传递信息的蛋白质称为信号分子受体。 不同存在部位：膜受体细胞内受体膜受体的主要功能是：识别结合并传递信息，位置：细胞质和细胞核中的信号分子：疏水性激素，如甾体激素受体和信号分子结合后成为基因调控蛋白。 与两个不同区域：DNA结合的区域激活基因转录的n末端区域、与两个结合位点：结合的位点(c末端)抑制与蛋白质结合的位点， 110气体、气体、气体、气体、g -蛋白链接受体(g-proteinkedreceptor )、酶联受体(enzyme-linkedreceptor )、21，21，3种表面受体、 兴奋细胞间可见的突触传递产生电效应由多个亚基组成的低聚物蛋白，受体本身是受体，也是离子通道。 如乙酰胆碱样受体，存在于骨骼肌细胞和鱼的放电器官中，通道打开，Na通过质膜进入细胞，引起细胞的去极化，引起肌肉的收缩。23、1 .工作电位到达突触末端，引起暂时去极化2 .去极化打开电位门的钙离子通道， 钙离子进入突触球3 .提高钙离子浓度诱导神经递质分泌泡沫4 .分泌泡沫神经递质5 .神经递质到达突触后的细胞表面受体6 .神经递质与受体结合，催促打开通道7 .离子进入细胞，产生动作电位，引起肌肉收缩.24、25、7次跨膜受体的三体g蛋白=偶联，配体与受体结合激活g蛋白，激活g蛋白激活效果，效果产生第二信使，来自、26、等受体的与分裂有关的内源酶激活受体(catalyticreceptor ) :受体蛋白既是受体也是酶，在配体激活后具有酶活性，可扩增信号。 受体酪氨酸激酶的情况下，非内源性酶活性受体(catalyticreceptor ) :受体蛋白本身不是酶，但配体激活后可与激酶结合扩增信号。 酪氨酸酶结合受体：27，信号的识别和变换：膜机械识别器：也称为识别部，即识别部位或调节子单元。 换能器(transducer):也称为传导部，将识别部接收到的信号变换为蛋白质配置的变化，向效果部传送。 效应器(effector) ) :也称为催化剂部，是朝向细胞质的部分。 一般有腺苷酸环化酶、鸟苷酸环化酶等酶活性。表面受体膜贯通方式多子单位膜贯通家族7次膜贯通家族单次膜贯通受体家族，28， 细胞内两种信号分子开关possportalyationandddepehorshoralationviapproteinkinasesandphosphatases.therebystimulationorinnhibitingtheactive GEFsactivatesG-protein； gdis (guanine nucleotide-dissocietyinhibitors ) maintaintheg-protein inactive .29，29，信号转导和蛋白质活性，30，30，信令卡，31， 受体交叉(receptorcrossover )胰岛素受体除结合胰岛素外，还可与胰岛素等生长因子结合。 糖皮质激素受体除与糖皮质激素结合外，还可与其他类固醇激素结合。 高亲和力：受体与配体的结合能力为饱和性：即有限的结合能力可逆性：配体与受体的结合为可逆特定组织定位：受体的分布、种类和数量因组织而异。 32、g蛋白共轭系统结合仪器的特征：系统分为3个部分：构成超过：7次膜的受体三体的g蛋白效应物(酶)第二信使、5.2G蛋白共轭受体和信号转导、33、g蛋白、 GTP结合蛋白(GTPbindingprotein )与GTP或GDP结合，称为鸟苷酸结合调节蛋白，定义为参与细胞多种生命活动。 5.2.1G蛋白质的结构和功能，组成：是三体g蛋白质和单体g蛋白质三体g蛋白质由、三亚基构成的和两亚基通常紧密结合，仅在蛋白改性时分离，功能部位：亚基为：GTP/GDP结合部位鸟苷三磷酸水解酶(GTPase )活性： GTP组成GDP可水解ADP核糖化部位，34，活性型：Gs Rs活性型信号作用于活性型受体，通过活性型g蛋白激活腺苷酸环化酶，提高cAMP浓度引起细胞反应抑制型：Gi Ri通过抑制型信号分子作用于抑制型受体，通过抑制型g蛋白抑制腺苷酸环化酶的活性。35，活性型受体(StimulateReceptor，Rs)肾上腺素(型)受体、胰高血糖素受体等这些受体均为7次膜贯通的膜整合蛋白。 活化g蛋白(Gs):将受体所接收的信号传递至腺苷酸环化酶，激活此酶。 效果：腺苷酸环化酶AC、抑制型系统组成抑制型受体(InhibiteReceptor，Ri )抑制型受体(Ri )通过Gi抑制腺苷酸环化酶的活性，降低膜内cAMP的水平。 抑制型g蛋白(Gi-proteins )抑制型GTP结合蛋白能传递抑制型信号，降低腺苷酸环化酶的活性。 效果：腺苷酸环化酶、36、g蛋白的循环主要与3种蛋白有关，GDI (鸟苷解离抑制蛋白) :抑制GDP解离，GAP(GTPase激活蛋白) 3360促进GTP水解GDP，GEF (鸟苷交换因子) :将GDP定为GTP， g蛋白耦合受体经PKA信号通路和磷脂酰肌醇信号通路37，g蛋白循环，38，39，g蛋白耦合受体激活心筋膜k离子通道，g蛋白激活k离子通道，心率乙酰胆碱与受体结合，分离出亚基和，作为配体与配体的栅k离子通道结合，通道通过亚基的失活而封闭，40，该系统的信号分子作用于膜受体后，激活g蛋白耦合系统系统构成三部分：表面受体g蛋白效果物，5.2.2G蛋白为PKA系统(proteinkinaseAsystem，PKA )的信号转导机制，效果物：腺苷酸环化酶(adenylatecyclase，简称AC)第2信使G蛋白质耦合受体膜贯通信号转导机制42、腺苷酸环化酶：由于Mg2或Mn2的作用，ATP转化为cAMP，引起细胞的信号响应，因此AC是g蛋白质耦合系统的效果， 腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP 43，活性型和抑制型cAMP信号通路，44，camp激活蛋白激酶a，蛋白激酶a和基质的磷酸化蛋白激酶A(proteinkinaseA，PKA ) 也称为依赖于cAMP的蛋白激酶a (cyclic-ampdependentproteinkinasea )，是由4个子单元构成的四聚体、2个调节子单元、2个催化子单元、45、46、蛋白激酶a的细胞质功能和细胞核功能： 胞质中存在很多PKA基质，激活不同的基质产生不同的效果，PKA在肝细胞中激活磷酸化酶激酶，在1S小时以内激活糖原分解的糖原合成酶时，糖原合成被抑制， 分泌细胞中作用于细胞核的基因调控蛋白促进基因转录，47、肝细胞对胰高血糖素和肾上腺素的响应、肾上腺素-肾上腺素受体胰高血糖素受体、细胞质进行糖原分解活动，在细胞核激活基因表达，促进糖原增殖， 48激素G蛋白偶联受体G-蛋白腺苷酸环化酶(AC )camp依赖于camp蛋白激酶a， 基因调控蛋白基因转录、磷酸化激酶活化糖原分解、蛋白激酶a的功能：蛋白激酶a的细胞质功能：糖原分解蛋白激酶a的细胞核功能：调节基因表达，产生糖原，产生cAMP信号通路反.49，葡萄糖如何维持血糖浓度，葡萄糖使细胞分解糖原，增加血液中葡萄糖浓度，胰岛素促进肝细胞、脂肪细胞和肌细胞吸收葡萄糖，50，霍乱毒素：霍乱菌侵入肠道，激活Gs蛋白亚基，抑制GTP水解， 百日咳毒素：引起Gi蛋白亚基核糖化，亚基上的GDP被GTP取代，失去了对AC的抑制作用，结果cAMP也大幅增加。 大量体液进入肺部，引起严重咳嗽。51，信号的结束：解铃需要铃人，抑制型信号对Ri作用，Gi作用，cAMPphosphodiesterase，PDE破坏cAMP环，5-amp； amp； amp； amp； amp； amp； amp； amp； amp； amp； amp； amp； amp； amp； amp； a