细胞的信号转导

1、第十二章第十二章 细胞的信号转导细胞的信号转导 细胞的信号转导细胞的信号转导kinasesecond messengertranscription factorgene transcriptionligandreceptorion channelreceptor第一节第一节 细胞外信号细胞外信号第一节第一节 细胞外信号细胞外信号第二节第二节 受体受体 受体：受体：一类存在于一类存在于胞膜胞膜或或胞内胞内的特殊蛋白质，可以与细的特殊蛋白质，可以与细胞外信号分子特异性识别并结合，进而激活胞内一系列胞外信号分子特异性识别并结合，进而激活胞内一系列生物化学反应，使细胞对外界刺激产生相应的效应。生物化学

2、反应，使细胞对外界刺激产生相应的效应。 配体：与受体结合的生物活性物质，包括激素、神经递配体：与受体结合的生物活性物质，包括激素、神经递质、生长因子、某些药物等。质、生长因子、某些药物等。受体分类受体分类膜受体膜受体胞内受体胞内受体离子通道型受体离子通道型受体g蛋白耦联受体蛋白耦联受体具备酶活性的受体具备酶活性的受体胞浆受体胞浆受体核受体核受体i型型ii型型iii型型三种类型的膜受体三种类型的膜受体第二节第二节 受体受体 1、离子通道型受体、离子通道型受体 1).i型受体超家族：型受体超家族： 五个亚基构成五个亚基构成 每个亚基每个亚基4-5个跨膜域个跨膜域 通过胞外区域与配体结合通过胞外区域

3、与配体结合第二节第二节 受体受体 2). ii型和型和iii型受体型受体 每个亚基有每个亚基有6个跨膜域个跨膜域 与受体结合部位在细胞膜与受体结合部位在细胞膜 离子通道型受体特点和本质：离子通道型受体特点和本质：1.受体耦联的离子通道受体耦联的离子通道2.一种快速的反应，主要在神经系统突触反一种快速的反应，主要在神经系统突触反应中起作用应中起作用第二节第二节 受体受体 2. g蛋白耦联受体：蛋白耦联受体： 一条多肽（一个亚基）一条多肽（一个亚基） 7次跨膜次跨膜，n端在胞外，端在胞外，c端在胞内端在胞内 与配体结合部位在跨膜区的与配体结合部位在跨膜区的a a螺旋螺旋 与与g蛋白结合的为跨膜域蛋

4、白结合的为跨膜域5、6间的胞质内环间的胞质内环 目前已发现超过目前已发现超过1000种种g蛋白偶联受体，在蛋白偶联受体，在神经传导、激素作用过程和感觉细胞中广神经传导、激素作用过程和感觉细胞中广泛发挥作用泛发挥作用（glimangliman和和rodbellrodbell，19941994对对g g蛋白研究获诺贝尔奖）。蛋白研究获诺贝尔奖）。 g g蛋白蛋白是一种分子量约是一种分子量约1010万的可溶性膜蛋白，由万的可溶性膜蛋白，由三个亚单位组成，位于细胞膜的胞质面，由于结合鸟苷三个亚单位组成，位于细胞膜的胞质面，由于结合鸟苷酸酸gdpgdp或或gtpgtp，具有调节功能和信号转导作用，故称为

5、，具有调节功能和信号转导作用，故称为结结合鸟苷酸调节蛋白合鸟苷酸调节蛋白（或或信号转导蛋白信号转导蛋白）。可分为：）。可分为： gtpgdp第二节第二节 受体受体 g蛋白：蛋白：ligandabgacplc第二节第二节 受体受体第二节第二节 受体受体 3.酪氨酸蛋白激酶受体：酪氨酸蛋白激酶受体： 一条单次跨膜的多肽链一条单次跨膜的多肽链 配体结合区域为胞外区配体结合区域为胞外区 胞内区具有酪氨酸激酶胞内区具有酪氨酸激酶活性活性 往往通过配体介导受体往往通过配体介导受体二聚化，相互激活二聚化，相互激活 激活具有激活具有sh2结构域的结构域的蛋白并使之激活，传递蛋白并使之激活，传递信号信号 主要介

6、导细胞生长和分主要介导细胞生长和分化，产生效应过程较慢化，产生效应过程较慢第二节第二节 受体受体 4.胞内受体胞内受体 包括转录激活区、配体结合区，包括转录激活区、配体结合区，dna结合结合区，铰链区区，铰链区 分为胞浆受体和核受体分为胞浆受体和核受体 配体多为脂溶性小分子甾体类激素配体多为脂溶性小分子甾体类激素 受体为基因转录调节蛋白受体为基因转录调节蛋白 介导信号转导反应过程介导信号转导反应过程 很长很长第二节第二节 受体受体 二、受体作用的特点：二、受体作用的特点： 1.能选择性地与特定配体结合能选择性地与特定配体结合 2.具备强的亲和力具备强的亲和力 3.受体受体-配体结合具有可饱和性

7、配体结合具有可饱和性 4.受体受体-配体结合具有可逆性配体结合具有可逆性 5.受体受体-配体结合可以通过磷酸化与去磷酸配体结合可以通过磷酸化与去磷酸化进行调节化进行调节第三节第三节 细胞内信使细胞内信使 第二信使：第二信使：受体被激活后在细胞内产生的、受体被激活后在细胞内产生的、能介导信号传导的活性物质。能介导信号传导的活性物质。 一、一、camp信使系统：信使系统：camp signal pathway第三节第三节 细胞内信使细胞内信使g-proteinaccamppka 第三节第三节 细胞内信使细胞内信使 二、二、cgmp信使体系信使体系：第三节第三节 细胞内信使细胞内信使 三、二脂酰甘油

8、三、二脂酰甘油/三磷酸肌醇信使体系三磷酸肌醇信使体系g-proteinplcip3dagca2+通道pkcca2+释放第三节第三节 细胞内信使细胞内信使 四、钙离子四、钙离子/钙调蛋白信使体系钙调蛋白信使体系 1.胞内钙离子浓度低，主要从胞外或内质网胞内钙离子浓度低，主要从胞外或内质网/肌浆网进入，调节浓度。肌浆网进入，调节浓度。 2.钙调蛋白与钙离子结合激活，调控下游激钙调蛋白与钙离子结合激活，调控下游激酶、钙泵或其他离子通道的活性。酶、钙泵或其他离子通道的活性。第四节第四节 信号转导与蛋白激酶信号转导与蛋白激酶 一、信号转导的特点一、信号转导的特点 1.信号转导分子激活机制的类同性信号转导

9、分子激活机制的类同性 2.信号转导过程中的级联式反应信号转导过程中的级联式反应 3.信号转导途径具有通用性和特异性信号转导途径具有通用性和特异性 4.胞内信号转导途径的相互交叉胞内信号转导途径的相互交叉第四节第四节 信号转导与蛋白激酶信号转导与蛋白激酶 二、酪氨酸激酶（二、酪氨酸激酶（ptk） 1. 受体型受体型ptk：酪氨酸蛋白激酶受体：酪氨酸蛋白激酶受体 胞内结构域具有一个或几个专一的胞内结构域具有一个或几个专一的tyr,自身磷酸化自身磷酸化后作用于后作用于 ras蛋白、蛋白、ac和多种磷脂酶等。和多种磷脂酶等。 2. 非受体型非受体型ptk： 1）具有）具有sh2/sh3结构域，游离于胞

10、质中结构域，游离于胞质中 2）与非催化型的受体耦联）与非催化型的受体耦联 3）与受体结合后被激活，进一步激活下游蛋白，）与受体结合后被激活，进一步激活下游蛋白，如如stat转录因子家族。转录因子家族。第四节第四节 信号转导与蛋白激酶信号转导与蛋白激酶 三、丝氨酸三、丝氨酸/苏氨酸激酶（苏氨酸激酶（stk） 通过变构激活丝氨酸通过变构激活丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化苏氨酸残基磷酸化 磷酸化调节有放大级联效应，可逆性磷酸化调节有放大级联效应，可逆性 作用底物：作用底物：pka(protein kinase a)、pkc、pkg、camk(calmodulin- dependent protein ki

11、nase)、mapk(mitogen-activated protein kinase)。第四节第四节 信号转导与蛋白激酶信号转导与蛋白激酶 四、几种信号传导途径四、几种信号传导途径 1.mapk信号通路信号通路生长因子、促细胞分生长因子、促细胞分裂原、裂原、g蛋白耦联受体蛋白耦联受体应激、应激、g蛋白耦联受体、蛋白耦联受体、炎性细胞因子、生长因子炎性细胞因子、生长因子应激、生长因子、促细胞应激、生长因子、促细胞分裂原、分裂原、g蛋白耦联受体蛋白耦联受体erkp38 mapkjnkerk5增殖、分化、发育增殖、分化、发育炎症、凋亡、增殖、分化炎症、凋亡、增殖、分化mapkkkmapkk增殖、分

12、化、发育增殖、分化、发育第四节第四节 信号转导与蛋白激酶信号转导与蛋白激酶 2.jak-stat信号传导途径信号传导途径第四节第四节 信号转导与蛋白激酶信号转导与蛋白激酶 3.wnt信号通路信号通路第四节第四节 信号转导与蛋白激酶信号转导与蛋白激酶 tgf-b b信号转导通路信号转导通路第四节第四节 信号转导与蛋白激酶信号转导与蛋白激酶 nf-k kb信号通路信号通路kb sitep65p5026sprotosomeriptraf2gbapi-kbppuuuuugenetnf-aikkexpressionnuclearcytoplasm第五节第五节 信号转导与疾病信号转导与疾病 一、受体异常与

13、疾病一、受体异常与疾病 1.遗传性或原发性受体疾病遗传性或原发性受体疾病 2.自身性免疫受体疾病自身性免疫受体疾病 3.继发性受体疾病继发性受体疾病 二、二、g蛋白与疾病蛋白与疾病 三、蛋白激酶与疾病三、蛋白激酶与疾病第五节第五节 信号转导与疾病信号转导与疾病 霍乱毒素霍乱毒素(cholera toxin),是由霍乱致病菌产生的一是由霍乱致病菌产生的一种酶种酶,其能催化其能催化adp核糖从胞内核糖从胞内nad+ 转移到转移到gs的的亚基亚基. adp核糖化核糖化(ribosylation) 改变了改变了亚基的性质亚基的性质,使其不能将结合的使其不能将结合的gtp水解从而一直保持活化状态水解从而一直保持活化状态.并持续激活腺苷酸环化酶并持续激活腺苷酸环化酶,结果延长了高水平结果延长了高水平camp 的维持的维持,引起