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文档简介

1、细胞总结(此总结仅为复习之用,严禁他用,你懂得_)1生命体和生命现象?生命体:在生命信息的指令下,严格遵循自我复制、自我组装、自我调控,运行机制进行物质能量转换,通过各种生命网络的交织、重叠,形成具有遗传发育进化等属性的分子集成体。组成生命三要素:信息、物质、能量遗传信息 遗传密码 非遗传密码:朊病毒,抗药性产生信息 细胞活动信息:生长因子、癌基因、抑癌基因产物、神经递质、酶类 细胞网络 神经元 神经、内分泌、免疫系统(控制系统) 分子网络 转录调控分子网络 细胞信号转导分子网络生物网络 代谢网络 蛋白蛋白 大分子之间相互作用网络 核酸-核酸 蛋白核酸 核酸-蛋白物质:四大分子:蛋白质、核酸、

2、糖、脂肪生命现象:摄取物质改造物质能繁衍后代对刺激作出反应2 生命科学发展中的四大里程碑?其形成的时代背景,内容和重大价值?(1)达尔文进化论:a 世界的物种是进化的,不是静止的,会随着时间而消失和产生。B进化是缓慢的,连续的,没有突变发生。c 对环境的适应,适者生存,环境的多样性导致物种的多样性。d 地球上的所有生命体都来源于共同体的祖先。 e 所有的物种都是选择的结果,物竞天择(种内、种间、物种和自然之间的选择) f 人类是从古猿进化而来的。(2)18世纪后半叶 细胞学说光学显微镜的发现细胞是生命体结构和功能的基本单位对任何一种生命体而言,都是由细胞和它的分泌物组成的对多细胞生命体而言,每

3、一种类的细胞在执行整体功能时,都有自己的活动规律细胞只能通过细胞分裂而来,不能人为组装。(3)1953年 DNA双螺旋结构 互补结构模型 中心法则 三连密码子的通用性 DNA半保留复制 20世纪末 我们认识到本质的一致性和生物世界的多样性 物种的多样性生态环境的多样性景观的多样性遗传的多样性 来源于共同的祖先所有生物从组成上一样信号转导网络和基因转录 方式基本一致 (4)上个世纪后50年对生命细胞病症和正常活动都在细胞层面找到根据细胞的行为在基因水平找到答案3 当今地球生命体存在方式和各种存在方式?地球上生命存在方式 亚细胞形态生命体 病毒:既具有化学大分子属性,又有生命体基本特征既具有胞外感

4、染颗粒形式,又具有胞内繁殖性基因形式的独特生物类群 类病毒:一段RNA,无蛋白质壳,能在敏感细胞内自我复制 阮病毒:蛋白质为其遗传物质,能引起哺乳动物亚急性海绵状脑病 细胞形态生命体 原核细胞:细胞微小 细胞核无核膜包裹原始细胞生物包括细菌 立克次氏体 支原体 衣原体 古细菌:形态结构,DNA结构及基本生命活动方式与原核相似但其16SrRNA序列分析与真核相似 真核生物(多细胞个体):凡是细胞具有核膜 细胞细胞能进行有丝分裂 细胞质中存在线粒体或同时有叶绿体等细胞器4 比较原核和真核生物在细胞亚细胞和分子层面的差异?原核真核细胞质膜有(多功能性)有核膜无有染色体由一个环状DNA构成的单个染色体

5、 DNA不与或很少与蛋白质结合2条以上的染色体由线状DNA与蛋白质构成核仁 线粒体 内质网 高尔基体 溶酶体无有核糖体70s80s光合作用蓝藻含叶绿素a的膜片层结构细菌有菌色素植物叶绿体a和b核外DNA有裸露的质粒DNA线粒体DNA 叶绿体DNA细胞壁主要成分为氨基糖和壁酸植物有细胞壁动物有无细胞壁真菌为几丁质细胞骨架无有细胞分裂方式无丝分裂有丝分裂真核细胞基因组中有内含子与外显子共同形成基因基本结构,真核细胞能在转录前水平、转录水平、转录后水平以及翻译水平多种层次进行调控原核生物调控较简单,操纵子结构,相关的结构基因与操纵基因,启动子组成。真核生物基因组中大量重复序列DNA序列 转录语翻译不

6、同时进行,具有转录与翻译后的加工与修饰。11.蛋白质四级结构及其维系能量,蛋白质修饰,举例说明答:自然界有很多蛋白质是以两个或多个多肽的非共价聚集体形式存在,也即是这些蛋白质的四级结构,其中每个独立的多肽成为亚基,亚基本身具有完整的三级结构,只有一个亚基的蛋白质称单体蛋白质,含有两个或多个亚基的蛋白质称多亚基蛋白质。三级结构中的维系能量来源:非共价力(氢键,离子键,范德华力和疏水作用),稳定四级结构的力与三级结构的力是一样的,亚基缔合的驱动力主要是疏水相互作用,亚基缔合的专一性由相互作用的表面上的极性基团之间的氢键和离子键提供,对于某些蛋白质来说,对亚基缔合稳定性起作用的还有亚基之间形成的二硫

7、桥,例Ig由两条轻链和两条重链组成四聚体,多肽亚基之间有二硫键维系。蛋白质的修饰作用1) 磷酸化与去磷酸化,例,各种生长因子作用的信号通路中,通路中还需接头蛋白DrK,DrkSosRasRafMAPKKMAPK入核TF转录,其过程中伴随蛋白质的磷酸化2) 糖基化(内质网和高尔基体进行)分为O糖基化(针对有羟基的蛋白质,例酪氨酸丝氨酸和苏氨酸)和N糖基化,哺乳动物细胞基质中糖基化:把N-乙酰化葡糖胺分子加到蛋白质的丝氨酸残基的羟基上3) 甲基化修饰:修饰后的蛋白质不易被泛素蛋白酶水解体系水解,从而使蛋白质在细胞内维持较长时间寿命。4) 酰基化:最常见一种在内质网合成的跨膜蛋白在通过内质网和高尔基

8、体的转运过程中发生的,它由不同的酶催化,把软脂酸链共价的连接在某些蛋白的暴露在细胞质基质中的结构域;另一类酰基化发生在如Src基因和ras基因,这些癌基因的产物上,催化这一反应的酶可识别蛋白中的信号序列,将脂肪酸共价结合到蛋白质特定的位点上,如src基因编码的酪氨酸蛋白激酶与豆蔻酸共价结合5) 泛素化:依赖于泛素蛋白酶水解体系12.举两个实例详细论证蛋白质器形成,结构,定位和细胞学功能 答:细胞内蛋白质寿命各不相同,蛋白质本身上有自身寿命决定信号(N端第一个氨基酸残基),泛素蛋白酶水解体系是降解变性和折叠错误的蛋白,能识别蛋白质的寿命信号。2004年,诺贝尔化学奖发现泛素蛋白酶水解体系,证实泛

9、素可与一些将被降解的蛋白质形成共价连接,泛素蛋白酶水解体系有三类酶参与蛋白质底物的泛素化,分别为泛素活化酶,泛素缀合酶和泛素蛋白质连接酶,带有泛素标记的蛋白质立即被蛋白酶体所消化蛋白酶体是大的蛋白酶复合物,呈中空的圆柱体,两头各有一个19S的帽子,中间20S为四个环状结构叠加的桶(),环状结构内表面具有蛋白水解酶活性,19S的帽子结构由20个亚基组成,其中有六个具有不同功能的AT,结构有多种功能:)能结合泛素链)有异肽酶活性,能水解完整的肽链,以使再利用,蛋白酶体具有多种蛋白酶水解活性,它使蛋白质底物水解成七至九肽,然后再由细胞内其他蛋白酶使之完全水解,泛素蛋白酶水解体系存在于细胞质中合酶是生

10、物能量转换的中心,酶在线粒体内膜,叶绿体类囊体膜和好氧菌的质膜上,都已发现合酶的同源部分,合酶参与氧化磷酸化和光合磷酸化,在跨膜质子驱动力的作用下催化合成,ATP合酶是由多亚基组装形成的多蛋白复合体,包括两个基本组分:球状的F0头部和嵌于内膜(线粒体)的F0基部F1(偶联因子F1):线粒体ATP合酶的F1是水溶性蛋白复合物,由5种类型9个亚基组成33,3个亚基和3个亚基交替排列,形成橘瓣状结构,亚基结合位点具有催化ATP合成或水解的活性,F1的功能为催化ATP合成,亚基协助亚基附着到F0基部,亚基与亚基有很强的亲和力,形成转子的结构,位于33中央,共同旋转调节3个亚基催化位点的开放与关闭。亚基

11、是F1与F0连接所必须的F0(偶联因子F0):是嵌合在内膜的疏水性蛋白的复合体,形成一个跨膜质子通道“定子”F1F0在水解或合成ATP的过程中,转子在通过F0的H流的驱动下在33的中央旋转,依次与3个亚基作用,调节亚基催化位点的构象变化,定子在一侧将33和F0相连接并保持在固定位置。15.生物膜概念?哪些结构,液态镶嵌模型基本反映了生物膜客观存在?答:真核细胞内部存在由膜围绕构建的各种细胞器,细胞内的膜系统与细胞质膜统称为生物膜。液态镶嵌模型要点为:1)膜的主体是脂质双分子层2)脂质双分子层具有流动性3)膜蛋白分布是不对称的,有的镶在膜表面,有的嵌入或横跨脂双分子层膜的流动性主要指分子的侧向运

12、动,它在很大程度上是由脂分子本身的性质决定的,一般来说,脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜质的流动性越大,使用荧光抗体免疫标记实验,能清楚看到与抗体结合的膜蛋白在质膜上运动。膜的不对称性是指同一种膜脂分子在膜的脂上层中呈不均匀分布。糖脂的分布表现出完全不对称性,其糖侧链都在质膜或其他内膜的原生质表面上,有证据表明膜脂的不对称分布对质膜的多种生物学功能是必须的,如:原生质表面的磷脂酰肌醇参与细胞信号转导过程,当血小板受到刺激后,其质膜原生质表面富含的磷脂酰丝氨酸转运至细胞外表面参与凝血作用。16.生物膜中嵌入蛋白质的方式有哪些?从生命活动的角度分析嵌入蛋白的功能。生物膜中嵌入蛋白质的方式有8种:(

13、1)I型跨膜蛋白,胞外区N端,内C端(2)II型跨膜蛋白,胞外区C端,内N端(3)7次跨膜蛋白。多位于细胞质膜上细胞传导通路的受体(4)通过二硫键与跨膜蛋白结合(5)外在蛋白(6)缝隙连接,相邻两个膜上6个亚基形成的孔道对应接通(7)形成离子通道,用于物质运输和信号传递(8)糖基磷脂酰基醇锚结合蛋白嵌入蛋白的方式:(1)形成酶类(2)受体(3)离子通道(4)形成特异性抗原如CD4(5形成缝隙连接,便于细胞间的信息与物质传递(6)粘着蛋白,介导相邻细胞之间及细胞与ECM之间的粘着,包括钙粘素,整合素,免疫球蛋白,选择素(7)载体蛋白,便于组织液中的小分子物质进出细胞,如Na+-K+-ATP泵可以

14、伴随扩算的方式运输葡萄糖Ca+泵在肌肉收缩中起重要作用(8)形成各种离子泵(9)形成极化细胞膜上的极化蛋白,如单层柱状上皮细胞(10)生物膜上的配体相邻细胞膜上配受体结合使两个细胞向同一方向分化因此,生物膜的功能取决于其上蛋白质的种类和数量,生物膜是由膜脂,膜糖和膜蛋白构成的,其中磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构成分,蛋白质的不同方式镶嵌在脂双分子层中,赋予生物膜各种功能。18阐述细胞基质的结构和功能。在真核细胞的细胞质中,除去可分辨的细胞器以外的胶状物质,称为细胞质基质,细胞质基质是细胞的重要组分。细胞质基质是一个高度有序的体系,其中细胞骨架纤维贯穿在蛋白胶体溶液中,完成各项生理功能,有部

15、分水作为溶剂溶解着一些小分子物质构成真溶液。细胞质基质的功能:完成各种中间代谢过程 :如糖酵解过程、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等.细胞质基质担负着一系列重要的功能,人们了解最多的是许多中间代谢过程都在细胞质基质中进行,如糖酵解过程,磷酸戊糖途径,糖醛酸途径,糖原的合成与部分分解过程等。蛋白质的合成与脂肪酸的合成也都是在细胞质基质中进行的。与细胞质骨架相关的功能:维持细胞形态、运动、胞内物质运输及能量传递等.细胞质基质另一方面的功能是与细胞质骨架相关的。细胞质骨架作为细胞质基质的主要结构成分,不仅与维持细胞的形态、细胞的运动、细胞内的物质运输及能量传递有关(将在第九章介绍细胞骨架),而且也作为细胞

16、质基质这一结构体系的组织者,为细胞质基质中的其它成分和细胞器提供锚定位点(1)细胞质基质是合成蛋白质的场所(2)EMP途径中除了己糖激酶外其他酶类都位于细胞质基质内,故细胞质基质是EMP的主要场所(3)磷酸戊糖途径是在细胞质基质中完成的。产生五碳糖,参与DNA合成PPP产生NADPH递H体,参与胆固醇合成;GSH还原E的辅酶,对生物膜完整性有重要作用(4)合成FA的场所(5)与核苷代谢有关的酶都在游离的核糖体上合成由细胞质基质提供(6)基质中的K+Na+Ca+CL-等无机离子对维持渗透压、酸碱度及在信息传递中有重要作用,如Ca+与CaM结合可激活某些酶,导致一些反应(7)细胞质基质是各种细胞器

17、与蛋白质器存在的场所,又是其分解成小分子后的储存场所(8)与细胞骨架系统相关:a维持细胞形态、细胞运动及细胞内物质运输及能量流动 b是细胞基质与细胞外相连的体系 c细胞内蛋白质器及细胞器提供锚定位点(9)细胞质基质在蛋白的修饰、蛋白的选择性降解和错误折叠的蛋白质空间构型的修正方面起重要作用C.蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解细胞质基质在蛋白质的修饰、蛋白质选择性的降解等方面也起了重要作用。已发现100余种的蛋白质侧链修饰,绝大多数的修饰都是由专一的酶作用于蛋白质侧链特定位点,在细胞质基质中发生的蛋白质修饰的类型主要有:(1)蛋白质的修饰: 辅酶或辅基与酶的共价结合; 磷酸化与去磷酸化; 糖基化

18、(添加GlcNAc到Ser); N端甲基化; 酰基化。(2)控制蛋白质的寿命:N端第一个aa残基:MTVCSGAP,则蛋白质稳定;否则不稳定,通过依赖于泛素的降解途径(Ubiquitin-dependent Pathway)降解。(3)降解变性和错误折叠的蛋白质。(4)帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠,形成正确构象。(需Hsp,heat shock protein蛋白的帮助)20.细胞的社会性,多细胞生命体细胞通讯方式有哪几种,举例说明多细胞生物是一个繁忙而有序的细胞社会,任何种类的一个细胞和它周围相同或不相同的细胞,可溶性和不可溶性分子之间形成相互依赖,相互影响,彼此共存的通讯网络关系称为

19、细胞的社会性。这种细胞社会性的维持不仅依赖于细胞的物质代谢与能量代谢,还依赖与细胞通讯与信号调控,从而以不同方式协调细胞的行为。多细胞生物体细胞通讯方式主要有4种:细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯,主要有内分泌,旁分泌,自分泌和化学突触四种借助相邻细胞间特殊结构如缝隙连接接触依赖性通讯,指细胞直接接触,通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞一些物理信号,生物分子等。21.阐述细胞内核受体超家族,信号转导通路的过程,特点和作用细胞内核受体超家族的本质是依赖类固醇激素的基因调控蛋白。这类受体一般含有3个结构域:位于c端的是激素结合位点,位于N端的是转录激活结构域,中部的是DNA或抑制蛋白如Hsp9

20、0结合结构域,中部与DNA结合的结构域富含Cys。在细胞内,受体与Hsp90结合而处于非活化状态,当配受体结合后,将抑制蛋白从复合物上解离下来,使受体暴露DNA结合结构域而被激活。通路过程:L+RR激活与DNA结合进入细胞核(需要核定位信号),影响基因转录,基因活化分为两个阶段:直接活化少数特殊基因转录的初级反应阶段,发生迅速;初级反应的基因产物再活化其他基因产生延迟的次级反应,对初级反应起放大作用。特点:受体在细胞质内。对细胞作用时间较长,生物学效应显著。受体与DNA序列的结合已得到实验证实,结合序列是受体依赖的转录增强子,这种结合可增加某些相邻基因的转录水平。作用:这类细胞内核受体超家族作

21、用通常表现为影响基因转录同时影响细胞分化等长期的生物学效应。22.列出你知道的G蛋白参与的膜受体参与的信号转导通路,任举两例说明三聚体GTP结合调节蛋白简称G蛋白,位于质膜胞质侧,由、三个亚基组成, 和亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上,G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用,当亚基与GDP结合时处于关闭状态,与GTP结合时处于开启状态,亚基具有GTP酶活性,能催化所结合的ATP水解。G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白,受体胞外结构域识别胞外信号分子并与之结合,胞内结构域与G蛋白耦联。通过与G蛋白耦联,调节相关酶活性,在细胞内产生第二信使,从而将胞外信号跨膜传递到胞内。G蛋白参与的信号通路:

22、cAMP信号通路,磷脂酰肌醇信号通路,视觉信号通路,甜味剂信号通路,神经系统毒菌碱型乙酰胆碱信号通路。第一例:cAMP信号途径Rs对应的配体:胰高血糖素,后叶加压素,LH,FSH,肾上腺素型Ri阿片肽,毒菌碱型乙酰胆碱快速应答: 激素 G蛋白耦联受体G蛋白腺苷酸环化酶cAMP 依赖cAMP的蛋白激酶A磷酸化级联反应激活靶酶细胞应答。慢速应答: 激素 G蛋白耦联受体G蛋白腺苷酸环化酶cAMP基因调控蛋白磷酸化基因转录细胞应答。第二例:视觉感受器中的G蛋白黑暗条件下视杆细胞(或视锥细胞)中cGMP浓度较高,cGMP门控钠离子通道开放,钠离子内流,引起膜去极化,突触持续向次级神经元释放递质。视紫红质

23、为7次跨膜蛋白,含一个11顺-视黄醛。是视觉感受器中的G蛋白偶联型受体,光照使Rh视黄醛的构象变为反式,Rh分解为视黄醛和视蛋白,构象改变的视蛋白激活G蛋白,G蛋白激活cGMP磷酸二酯酶,将细胞中的cGMP水解。从而关闭钠通道,引起细胞超极化,产生视觉。可见胞内cGMP水平下降的负效应信号起传递光刺激的作用。视觉感受器的换能反映可表述为:光信号Rh激活Gt活化cGMP磷酸二酯酶激活胞内cGMP减少Na+离子通道关闭离子浓度下降膜超极化神经递质释放减少视觉反应。第三例:气味分子的G蛋白气味分子与化学感受器中的G蛋白偶联型受体结合,可激活腺苷酸环化酶,产生cAMP,开启cAMP门控阳离子通道,引起

24、钠离子内流,膜去极化,产生神经冲动,最终形成嗅觉或味觉。23.论述N-Ach受体介导的信号通路及功能是烟碱性乙酰胆碱配体:N-Ach受体:磷脂双分子层5个亚基构成,每个亚基由肽键构成,每个穿膜4次,N,C端于膜外。烟碱型乙酰胆碱配体于突触前膜,后膜有离子通道N-Ach。当神经冲动传到突触前膜,使膜去极化,突触前膜是电压门控的所以钙离子通道打开,钙离子进入前膜,刺激突触小泡释放Ach,突触后膜是配体门控的钠离子通道打开,钠离子的流速高于钾离子,使膜去极化,使信号传导下去。24.什么是第二信使,举3例详细论述其功能细胞外信号分子与受体作用后在胞内最早产生的信号分子称为第二信使。至少有两个基本特性:

25、 是第一信使同其受体结合后最早在细胞膜内侧或胞浆中出现、仅在细胞内部起作用的信号分子;能启动或调节细胞内稍晚出现的反应信号应答。第二信使都是小的分子或离子。细胞内有五种最重要的第二信使:cAMP、cGMP、1,2-二酰甘油(diacylglycerol,DAG)、1,4,5-三磷酸肌醇(inosositol 1,4,5-trisphosphate,IP3)、Ca2+ 等。第二信使在细胞信号转导中起重要作用,它们能够激活级联系统中酶的活性,以及非酶蛋白的活性。第二信使在细胞内的浓度受第一信使的调节,它可以瞬间升高、且能快速降低,并由此调节细胞内代谢系统的酶活性,控制细胞的生命活动,包括:葡萄糖的

26、摄取和利用、脂肪的储存和移动以及细胞产物的分泌。第二信使也控制着细胞的增殖、分化和生存,并参与基因转录的调节。IP3与内质网上的IP3配体门钙通道结合,开启钙通道,使胞内Ca2+浓度升高。DG结合于质膜上,可活化与质膜结合的蛋白激酶C(PKC)。PKC以非活性形式分布于细胞溶质中,当细胞接受刺激,产生IP3,使Ca2+浓度升高,PKC便转位到质膜内表面,被DG活化,PKC可以使蛋白质的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化是不同的细胞产生不同的反应,如细胞分泌、肌肉收缩、细胞增殖和分化等。Ca2+活化各种Ca2+结合蛋白引起细胞反应,钙调素由单一肽链构成,具有四个钙离子结合部位。结合钙离子发生构象改变,可激

27、活钙调素依赖性激酶。细胞对Ca2+的反应取决于细胞内钙结合蛋白和钙调素依赖性激酶的种类在cAMP信号途径中,细胞外信号与相应受体结合,调节腺苷酸环化酶活性,通过第二信使cAMP水平的变化,将细胞外信号转变为细胞内信号。25.酶联受体介导的信号转导有几种,包括哪些具体内容:受体酪氨酸激酶、受体丝氨酸/苏氨酸激酶、受体酪氨酸磷脂酶、 酪氨酸激酶连接的受体、受体鸟苷酸环化酶。这类受体的共同点是:通常为单次跨膜蛋白;接受配体后发生二聚化而激活,起动其下游信号转导。受体酪氨酸激酶(RTKs) :为单次跨膜蛋白,配体(如EGF) 与受体结合。导致二聚化,二聚体内彼此相互磷酸化胞内段酪氨酸残基。已发现多种不

28、同的RTKs,主要的几种类型包括: 表皮生长因子受体、血小板生长因子受体、胰岛素和胰岛素样生长因子-1 受体等。结构特点:有的RTKs都是由三个部分组成的:含有配体结合位点的细胞外结构域、单次跨膜的疏水螺旋区、含有酪氨酸蛋白激酶(RTK)活性的细胞内结构域 RTKs结合信号分子,形成二聚体,并发生自磷酸化,活化的RTK激活RAS,RAS引起蛋白激酶的磷酸化级联反应, 最终产生细胞应答。Ras蛋白要释放GDP,结合GTP的才能激活,GDP的释放需要鸟苷酸交换因子(GEF,如Sos)参与;Sos有SH3结构域,但没有SH2结构域,因此不能直接和受体结合,需要接头蛋白(如Grb2)的连接,

29、接头蛋白通过SH2与受体的磷酸酪氨酸残基结合,再通过SH3与Sos结合,Sos与膜上的Ras接触,从而活化Ras。Ras蛋白与Raf的N端结构域结合并使其激活,Raf是丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)蛋白激酶(又称MAPKKK)活化的Raf结合并磷酸化另一种蛋白激酶MAPKK,使其活化。MAPKK又使MAPK的苏氨酸和酪氨酸残基使之激活。MAPK为有丝分裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK),属丝氨酸/苏氨酸残激酶。活化的MAPK进入细胞核,可使许多转录因子活化,如将Elk-1激活,促进c-fos,c-jun的表达。RPTK-Ras信号通

30、路可概括如下:配体RPTKadaptorGEFRasRaf(MAPKKK)MAPKKMAPK进入细胞核转录因子基因表达。受体酪氨酸磷脂酶受体酪氨酸磷酯酶(receptor tyrosine phosphatases)为单次跨膜蛋白受体,受体胞内区具有蛋白酪氨酸磷酯酶的活性,胞外配体与受体结合激发该酶活性,使特异的胞内信号蛋白的磷酸酪氨酸残基去磷酸化,其作用是控制磷酸酪氨酸残基的寿命,使静止细胞具有较低的磷酸酪氨酸残基的水平。它的作用不是简单的与RPTK相反,可能与酪氨酸激酶一起协同工作,如参与细胞周期调控。白细胞表面的CD45属这类受体,对具体配体的尚不了解。受体鸟苷酸环化酶。分布在肾和血管平

31、滑肌细胞表面,配体为心房排钠肽(atrial natriuretic peptide,ANP)或BNP。 当血压升高时,心房肌细胞分泌ANP,促进肾细胞排水、排钠,同时导致血管平滑肌细胞松弛,结果使血压下降。 信号途径为:配体受体鸟苷酸环化酶cGMP依赖cGMP的蛋白激酶G(PKG)靶蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化而活化。 酪氨酸激酶连接的受体包括各类细胞因子(如干扰素)的受体,受体本身不具有酶活性,但可连接胞内酪氨酸蛋白激酶(如JAK)。其活性依赖于非受体酪氨酸激酶(Nonreceptor Tyr Kinases)。受体分两大家族:一是与Src蛋白家族相联系的受体;二是与JAK家族联系的受体

32、。JAK-STAT Signaling PathwayJAK(just another kinase或janus kinase)是一类非受体酪氨酸激酶家族。JAK的底物为STAT,即信号转导子和转录激活子(signal transducer and activator of transcription,STAT),具有SH2和SH3两类结构域。STAT被JAK磷酸化后发生二聚化,然后穿过核膜进入核内调节相关基因的表达,这条信号通路称为JAK-STAT途径,可概括如下:1、 配体与受体结合导致受体二聚化;2、 二聚化受体激活JAK;3、 JAK将STAT磷酸化;4、 STAT形成二聚体,暴露出入

33、核信号;5、 STAT进入核内,调节基因表达。受体丝氨酸/苏氨酸激酶配体是转化生长因子-s。(transforming growth factor-s,TGF-s。)家族成员。包括TGF-1-5。 依细胞类型不同,可抑制细胞增殖、刺激胞外基质合成、刺激骨骼的形成、通过趋化性吸引细胞、作为胚胎发育过程中的诱导信号等。26.详细论述RTK-Ras信号转导和细胞学作用:配体:大部分生长因子受体:RTK(受体酪氨酸蛋白激酶)RTK是单体蛋白与配体结合导致受体二聚体化,RTK在静息状态激酶活性是很低的,当二聚体化后,受体自磷酸化,活化的RTK可结合含有SH2的信号分子,生长因子受体结合蛋白CRB2,CR

34、B2具有SH3结构域,激活鸟甘酸交换因子SOS,活化Ras,活化的Ras蛋白与Raf的N端结构域结合并使其激活,Raf是丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(又称MAPKKK)活化的Raf结合并磷酸化另一种蛋白激酶MAPKK,MAPKK活化MAPK,MAPK为有丝分裂原活化蛋白激酶,活化的MAPK进入细胞核,可使许多底物蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化,包括调节细胞周期和细胞分化的特异性蛋白表达的转录因子,从而修饰它们的活性。RTK-Fas信号通路可概括为如下模式:配体RTK接头蛋白GEFRasRaf(MAPKKK)MAPKKMAPK进入细胞核其他激酶或基因调控蛋白(转录因子)的磷酸化修饰,对基因表达产生多种

35、效应。27.详述Jak-STAT信号通路的配体、受体和传导过程及下调机制酪氨酸蛋白激酶联系的受体,本身不具有酶活力,但它的胞内段具有酪氨酸蛋白激酶的结合位点,它的活性依赖于非受体酪氨酸蛋白激酶。这类受体是一大类异质性混合组分,包括造血系统中调节细胞增殖与分化的细胞因子的受体,某些激素如生长激素和催乳素的受体以及T、B淋巴细胞抗原特异性受体,其中细胞因子受体是细胞表面一类很重要的受体,这类受体由两条或多条肽链组成,其胞质结构域与Jak紧密结合。细胞内有30种以上细胞因子和激素作为配体与细胞因子受体结合,激活Jak-STAT信号通路,这些配体有干扰素、EPO(红细胞生成素)、CSF(集落刺激因子)

36、包括G-CSF、GM-CSF、IL-6(白细胞介素6)、CNTF(睫状细胞营养因子)等。胞质酪氨酸蛋白激酶Jak包括Jak1、Jak2、Jak3、Tyk2,每种与特异细胞因子结合。在Jak的直接底物中,发现一种新的转录因子,称为信号转导子(STAT)STAT具有SH2结构域和核定位信号(NLS),可将IL和IFN的信号以Jak-STAT途径传导下去,以-干扰素为例,简述一下该通路:干扰素的结合使相邻受体交联二聚化,Jak交叉磷酸化对方的酪氨酸残基;活化的Jak使受体上的酪氨酸磷酸化;STAT以SH2结构域和受体上特定的磷酸酪氨酸结合后,Jak将它们磷酸化;STAT从受体脱离并通过它们的SH2结

37、构域二聚化;活化的STAT迁移到细胞核与DNA及其他基因调控蛋白结合,调节特定基因的表达。Jak-STAT通路的下调:(1) IL-3刺激细胞使HCP(磷酸酯酶)对脂类去磷酸化,水解磷酸后,该脂类再和受体B链结合,引起通路下调。(2) EPO介导的通路下调 某种酯酶具有SH2结构域与EPO受体胞质结合,在受体的429位点使其去磷酸化,失去活性,引起通路下调。28.整合素及其介导的信号通路和细胞学功能(1)整合素又叫整联蛋白(integrin)是细胞表面的跨膜蛋白,由和两个亚基组成的异二聚体,其胞外段具有多种细胞外基质组分的结合位点,包括纤连蛋白、胶原和蛋白聚糖。作用:1、介导细胞与胞外基质粘附

38、,起结构整合作用;2、提供了一种信号途径,使胞外环境调控细胞内活性,从而影响多种生物学效应。(粘附功能还包括:a.整合素是内外骨架连接的桥梁 b.它和血块形成的关系:红细胞只有被激活才黏着,血小板损伤时,启动红细胞整合素,使纤维蛋白原凝血 c.整合素和免疫的关系 MHC结合抗原到细胞膜上,被CD4识别,CD4细胞核细胞黏着,清除抗原)整合素的信号转导功能,由黏着斑实现,如下:(2)细胞与胞外基质之间形成的黏着斑(focal adhesions)含有成簇的整联蛋白,细胞质蛋白和应力纤维(由肌动蛋白构成)。黏着斑的组装既受信号控制又具有信号转导功能。通过酪氨酸激酶Src和黏着斑激酶FAK实现。通过

39、黏着斑由整联蛋白介导的信号传递有三条通路:No.1由细胞表面到细胞核,即启动基因表达的信号通路整合素与胞外配体作用酪氨酸激酶Src活化Src磷酸化FAK磷酸化的FAK可结合具有SH2结构域的接头蛋白GRB2和胞内鸟苷酸交换蛋白SOSGRB2-SOS复合物活化Ras活化的Ras发出信号沿MAK激酶途径下传。假定信号传送至核中,刺激与细胞生长和增值相关基因的转录。No.2由细胞表面到核糖体,即促进某些蛋白合成的通路FAK的酪氨酸残基被Src磷酸化,与PI(3)K磷脂酰肌醇-3-激酶的SH2结构域结合,活化的PI(3)K激活激酶P70S6K,进而磷酸化S6蛋白(在核糖体小亚基上),含有磷酸化S6蛋白

40、的核糖体被优先利用,翻译某些特定mRNA,合成细胞从G1期运行到S期所需要的某些蛋白。No.3利于张力纤维形成的信号通路层粘连蛋白与受体结合RHO(Ras的成员) G肌动蛋白F肌动蛋白,同时使肌球蛋白应力丝的产生。总之,整合素介导的信号通路可产生多种信号,如增加胞质钙离子水平,刺激肌醇第二信使的合成,胞内蛋白酪氨酸残基磷酸化等,从而影响诸如细胞生长、运动、分化和存活这些基本细胞活动。29.举例说明癌基因,抑癌基因表达产物对细胞生命活动的重要性?癌基因编码的蛋白质主要包括生长因子,生长因子受体,信号转导通路中的分子,基因转录调节因子,细胞凋亡蛋白,DNA修复蛋白和细胞周期调控蛋白等几大类型。他们

41、能控制细胞的生长和增殖,并与肿瘤发生有关。抑癌基因实际上是正常细胞增殖过程中的负调控因子,它编码的蛋白质往往在细胞周期的检验点上起阻止周期进程的作用。如P53常常由于细胞DNA的损伤而被激活。P53激活后,其蛋白产物一方面作为转录因子,启动P21的合成,P21与多种Cyclin-CDK复合物结合,抑制他们的活性。33.论述细胞表面粘附分子的种类?各自的结构和功能?细胞表面的粘附分子大致分为四类:钙黏蛋白、选择素、免疫球蛋白超家族、整联蛋白。钙黏蛋白(CaM):结构:大多数钙黏蛋白是单次跨膜蛋白,有700-750个氨基酸残基。钙黏蛋白往往形成二聚体,在细胞外的肽链部分折叠形成5-6个重复结构域,

42、Ca2+就结合在重复结构域之间,从而赋予钙黏蛋白分子刚性和强度。Ca2+结合越多,钙黏蛋白刚性就越强。功能:钙黏蛋白对个体的发育具有重要作用。E-钙黏蛋白是哺乳动物发育过程中第一个表达的钙黏蛋白,当小鼠发育进入8-cell胚胎时,E-钙黏蛋白的表达将松散联系的分裂球细胞变成紧密粘合的细胞。神经系统发育形成神经管时,神经细胞表达N-钙黏蛋白。由此可见,在发育过程中,通过调控钙黏蛋白的种类与数量而决定某些胚胎细胞的黏着,影响细胞的分化,参与器官的形成。选择素:结构:选择素是一类异亲型结合、Ca2+依赖的细胞黏着分子,能与特异糖基识别并结合。选择素是跨膜蛋白,其胞外部分具有高度保守的与其他细胞表面特异的寡糖链末端糖基配体相识别的凝集素样结构域。功能:主要参与白细胞与血管内皮细胞之间的识别与黏着,帮助白细胞从血液进入炎症部位。免疫球蛋白超家族:结构:IgSF指分子结构中具有与免疫球蛋白类似结构的细胞黏着分子超家族。黏着不依赖钙离子。功能:大多数IgSF细胞黏着分子介导淋巴细胞和免疫应答所需要的细胞之间的黏着,V-CAM、N-CAM和L1介导非免疫细胞的黏着,在神经系统发育

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