第十三章细胞信号转导PPT课件

1、第第 十十 三三 章章细细 胞胞 信信 号号 转转 导导1 1、信、信号分子；号分子；2 2、细、细胞表面胞表面分子粘分子粘着或连着或连接；接；3 3细胞外细胞外基质基质信号分子信号分子受体受体第二信使第二信使效应蛋白效应蛋白效应蛋白效应蛋白生物效应生物效应肌肉收缩肌肉收缩分泌代谢分泌代谢基因表达基因表达一、概一、概 论论信号分子介导的细胞通讯信号分子介导的细胞通讯包括包括物理、化学及生物信号物理、化学及生物信号最广泛的为化学信号，分为：最广泛的为化学信号，分为：1、内分泌系统的激素、内分泌系统的激素(endocrine)特点：低浓度、长时效、全身性特点：低浓度、长时效、全身性2、神经系统的神

2、经递质、神经系统的神经递质突触、突触受体突触、突触受体3、旁分泌、旁分泌(paracrine)系统或自分泌系统或自分泌(autocrine)系统的生长因子或细胞因子系统的生长因子或细胞因子信号分子举例信号分子举例信号转导途径包括：将外部信号转换信号转导途径包括：将外部信号转换成内部信号途径；内部信号经一定途成内部信号途径；内部信号经一定途径径( (有多种信号途径综合形成网络并可有多种信号途径综合形成网络并可级联放大级联放大) )引起应答引起应答。包括包括受体、受体、G蛋白、细胞内第二信使、蛋白、细胞内第二信使、蛋白质激酶等蛋白质激酶等1、受体、受体(receptor) 一类存在于细胞膜或细胞内

3、的特殊蛋一类存在于细胞膜或细胞内的特殊蛋白质，能特异性识别细胞外生物活性物质白质，能特异性识别细胞外生物活性物质并与之结合，激活细胞内一系列的生物化并与之结合，激活细胞内一系列的生物化学反应，进而使细胞对外界刺激产生相应学反应，进而使细胞对外界刺激产生相应的效应。的效应。 与受体结合的生物活性物质统称为与受体结合的生物活性物质统称为配配体体( (ligandligand) )。受体分为：受体分为：膜受体与细胞内受体膜受体与细胞内受体膜膜受受体体与与细细胞胞内内受受体体受体作用的特点受体作用的特点A A 受体分子的立体构型决定受体的特异性受体分子的立体构型决定受体的特异性B B 配体具备高度亲和

4、力配体具备高度亲和力C C 受体被配体完全结合后呈现可饱和性受体被配体完全结合后呈现可饱和性 D D 受体与配体的结合及解离在可逆的动受体与配体的结合及解离在可逆的动态平衡中态平衡中E E 调节性基于受体的磷酸化与非磷酸调节性基于受体的磷酸化与非磷酸 膜受体与细胞识别膜受体与细胞识别概念：概念：细胞识别指细胞识别指细胞对同种或异种细细胞对同种或异种细胞、同源或异源细胞以及对自己和异己胞、同源或异源细胞以及对自己和异己物质分子的认识和鉴别。物质分子的认识和鉴别。某些细胞识别现象：某些细胞识别现象：1907年年H.V.Wilson红色、黄色海绵实验；巨噬红色、黄色海绵实验；巨噬细胞、中性粒细胞吞噬

5、病菌；受精过程细胞、中性粒细胞吞噬病菌；受精过程精卵识别。精卵识别。机制：机制：膜糖蛋白、凝集素膜糖蛋白、凝集素全称鸟苷酸结合蛋白全称鸟苷酸结合蛋白(guanine nucleotide-binding protein)特点：特点： 由由a a、b b、g g亚基组成的异聚体；亚基组成的异聚体；具有具有GTPGTP酶酶( (GTPaseGTPase) )的活性，能结合的活性，能结合GTPGTP或或GDPGDP； 其本身的构象改变可活化其本身的构象改变可活化效应蛋白。效应蛋白。分类分类：刺激性：刺激性G G蛋白蛋白GsGs、抑制性、抑制性G G蛋白蛋白GiGiAlfred G. GilmanMa

6、rtin Rodbell1994 年医学和生理学诺贝尔奖获得者年医学和生理学诺贝尔奖获得者某些某些G G蛋白的功能蛋白的功能效应物效应物 G G蛋白蛋白 作用作用腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶 Gs Gs 激活酶活性激活酶活性 Gi Gi 抑制酶活性抑制酶活性K K+ +离子通道离子通道 Gi Gi 打开离子通道打开离子通道磷脂酶磷脂酶C Gp C Gp 激活酶活性激活酶活性cGMPcGMP磷酸二脂酶磷酸二脂酶 Gt Gt 激活酶活性激活酶活性第二信使第二信使(second messenger)指受体被激指受体被激活后在细胞内产生的、能介导信号转导活后在细胞内产生的、能介导信号转导通路的活性物质。通

7、路的活性物质。包括：包括：3, 5-3, 5-环腺苷酸环腺苷酸( (cAMPcAMP) )、3, 3, 5-5-环鸟苷酸环鸟苷酸( (cGMPcGMP) )、钙离子、钙离子、DAGDAG、IPIP3 3及一氧化氮及一氧化氮(NO)(NO)、活性氧、活性氧(reactive (reactive oxygen species, ROS)oxygen species, ROS)等等发现第二信使而发现第二信使而获得获得1971诺贝诺贝尔奖尔奖(1)、cAMPEdwin G. KrebsEdmond H. Fischer19921992年医学和生理学诺贝尔奖获得者年医学和生理学诺贝尔奖获得者发现可逆性蛋

8、白磷酸化发现可逆性蛋白磷酸化(2)钙离钙离子：子：细胞细胞中钙中钙浓度浓度的调的调节节钙钙- -钙调蛋白钙调蛋白( (calmodulin,CaMcalmodulin,CaM) )复合体的分子结构及对酶的调节复合体的分子结构及对酶的调节CaMCaM- -蛋蛋白白激激酶酶IIII的的激激活活钙信号的消除钙信号的消除(3)、cGMP两种鸟两种鸟苷酸环苷酸环化酶：化酶：mGC、sGC鸟苷酸环化酶鸟苷酸环化酶GCGC及其配体及其配体cGMcGMP P作作用用的的的的靶靶分分子子(4) DAG与与IP3：磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路磷脂酶磷脂酶C-C-催化催化PIP2PIP2水解水解生成生成DA

9、GDAG和和IPIP3 3蛋白蛋白激酶激酶C C的的激活激活过程过程及将及将要引要引起的起的应答应答蛋白蛋白激酶激酶C C激活激活特定特定基因基因的两的两种途种途径径(5) NONONO合酶催化合酶催化NONO形成形成NONO与与cGMPcGMP信号转导信号转导途径途径蛋白质激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将蛋白质激酶是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP ATP 的的 g g 磷酸基转移到它们的底物上特定氨磷酸基转移到它们的底物上特定氨基酸残基上去。分为：基酸残基上去。分为：蛋白质酪氨酸激酶蛋白质酪氨酸激酶( (tyrosine protein-tyrosine protein-specific kinasespecific kinase, PTK), PTK)：又可分为受体酪：又可分为受体酪氨酸激酶氨酸激酶( (receptor tyrosine kinasereceptor tyrosine kinase , , RTK)R