第三章 细胞信号传导.

1、第三章第三章 受体及跨膜信号转换受体及跨膜信号转换第一节第一节 受体的基本概念及特征受体的基本概念及特征第二节第二节 细胞内核受体的作用机制细胞内核受体的作用机制 第三节第三节 细胞表面受体的种类与结构细胞表面受体的种类与结构第四节第四节 细胞表面受体的跨膜信号转换细胞表面受体的跨膜信号转换第一节第一节 受体的基本概念及特征受体的基本概念及特征概念概念特征特征第二节第二节 细胞内核受体的作用机制细胞内核受体的作用机制1.入核信号分子种类入核信号分子种类2.核受体种类核受体种类疏水、小分子疏水、小分子-类固醇激素类固醇激素(steroid hormones),由胆固醇合成由胆固醇合成 -环戊烷多

2、氢菲类化合物环戊烷多氢菲类化合物 -皮质醇皮质醇(cortisol), 在肾上腺皮质合成在肾上腺皮质合成 -性激素在睾丸和子宫合成性激素在睾丸和子宫合成(雌激素、孕激素和雄激素雌激素、孕激素和雄激素 ) -维生素维生素 D (vitamin D),在皮肤合成在皮肤合成 -蜕皮激素蜕皮激素(ecdysone ), 昆虫昆虫 非类固醇激素非类固醇激素- 甲状腺素甲状腺素(thyroid hormones),在甲状腺合成在甲状腺合成 视黄素视黄素(retinoids),由维生素由维生素A合成合成1.入核信号分子种类入核信号分子种类人与高等动物体内的激素人与高等动物体内的激素 激素类别激素类别 激素举

3、例激素举例类固醇类激素类固醇类激素 肾上腺皮质激素、雄激素、雌性激素肾上腺皮质激素、雄激素、雌性激素 多肽及蛋白质类激素多肽及蛋白质类激素 各种垂体激素、各种下丘脑激素、各种垂体激素、各种下丘脑激素、降钙素降钙素 氨基酸衍生物激素氨基酸衍生物激素 甲状腺激素、肾上腺髓质激素、甲状腺激素、肾上腺髓质激素、松果体激素松果体激素 脂肪酸衍生物类激素脂肪酸衍生物类激素 前列腺激素前列腺激素 内分泌腺内分泌腺激素名称激素名称化学本质化学本质主要生理功能主要生理功能垂垂体体腺腺垂垂体体促甲状腺激素促甲状腺激素糖蛋白糖蛋白促进甲状腺的增生与分泌促进甲状腺的增生与分泌促肾上腺激素促肾上腺激素39肽肽促进肾上腺

4、皮质增生与糖皮质类固醇的分泌促进肾上腺皮质增生与糖皮质类固醇的分泌促性腺激素促性腺激素糖蛋白糖蛋白促进性腺生长、生殖细胞生成和分泌性激素促进性腺生长、生殖细胞生成和分泌性激素生长素生长素蛋白质蛋白质促进蛋白质的合成和骨的生长促进蛋白质的合成和骨的生长催乳素催乳素蛋白质蛋白质促进成熟的乳腺分泌乳汁促进成熟的乳腺分泌乳汁神经神经垂体垂体抗利尿素抗利尿素9肽肽促进肾小管重吸收不，使小动脉收缩升高血压促进肾小管重吸收不，使小动脉收缩升高血压催产素催产素9肽肽促进妊娠末期子宫收缩促进妊娠末期子宫收缩甲状腺甲状腺甲状腺激素甲状腺激素氨基衍生物氨基衍生物促进糖的吸收、肝糖原的分解、升高血糖；加强促进糖的吸收

5、、肝糖原的分解、升高血糖；加强组织对糖的利用；促进脂肪缺货分解及生长发育组织对糖的利用；促进脂肪缺货分解及生长发育三碘甲状腺原三碘甲状腺原氨酸氨酸氨基酸衍生氨基酸衍生物物提高神经系统的兴奋性提高神经系统的兴奋性甲状旁腺甲状旁腺甲状旁腺素甲状旁腺素蛋白质蛋白质促进骨钙溶解入血并抵制肾小管吸收磷而促进对促进骨钙溶解入血并抵制肾小管吸收磷而促进对钙离子的重吸收钙离子的重吸收人与高等动物体内的内分泌腺及所分泌的激素人与高等动物体内的内分泌腺及所分泌的激素 胰胰岛岛A细胞细胞胰高血糖素胰高血糖素29肽肽升高血糖升高血糖B细胞细胞胰岛素胰岛素蛋白质蛋白质降低血糖降低血糖肾肾上上腺腺肾上肾上腺皮腺皮 质质糖

6、皮质激素糖皮质激素类固醇类固醇升高血糖、抗过敏、抗炎症、抗毒性升高血糖、抗过敏、抗炎症、抗毒性盐皮质激素盐皮质激素类固醇类固醇促进肾小管吸收钠和钾促进肾小管吸收钠和钾性激素性激素类固醇类固醇分泌雄性激素的少量性激素，作用见性腺分泌雄性激素的少量性激素，作用见性腺肾上肾上腺髓腺髓 质质肾上腺激素肾上腺激素儿茶酚胺儿茶酚胺增加心输出量，使血糖升高，舒张呼吸道增加心输出量，使血糖升高，舒张呼吸道和消化道的平滑肌和消化道的平滑肌去甲肾上腺去甲肾上腺素素儿茶酚胺儿茶酚胺使小动脉收缩、血压升高使小动脉收缩、血压升高性性腺腺睾丸睾丸雄激素雄激素类固醇类固醇促进精子和副性器官生长发育，激发并维促进精子和副性器

7、官生长发育，激发并维持男性的副性征持男性的副性征卵巢卵巢雌激素雌激素类固醇类固醇促进卵巢、子宫、阴道、乳腺生长发育，促进卵巢、子宫、阴道、乳腺生长发育，激发并维持女性副性征激发并维持女性副性征孕激素孕激素类固醇类固醇促进子宫内膜增生和乳腺泡发育促进子宫内膜增生和乳腺泡发育常见的激素分泌不足或过多引起的病症常见的激素分泌不足或过多引起的病症激素名称激素名称相关内相关内分泌腺分泌腺分泌不足引起的分泌不足引起的疾病疾病分泌过多引分泌过多引起的疾病起的疾病生长激素生长激素垂体前垂体前叶叶侏儒症侏儒症巨人症、肢巨人症、肢端肥大症端肥大症甲状腺素甲状腺素甲状腺甲状腺呆小症、生理性呆小症、生理性便秘、水肿便

8、秘、水肿甲亢甲亢胰岛素胰岛素胰岛胰岛糖尿病糖尿病低血糖低血糖肾上腺皮肾上腺皮质激素质激素肾上腺肾上腺皮质皮质阿狄森氏症阿狄森氏症甲状旁腺甲状旁腺素素甲状旁甲状旁腺腺甲状旁腺搐甲状旁腺搐抗利尿素抗利尿素垂体后垂体后叶叶尿崩症尿崩症-animals specific-not found in 原生生物原生生物 (protists),海藻海藻 ( algae), fungi, or plants -not found in海绵生物海绵生物 (sponges)-present in刺胞动物刺胞动物( cnidarians) and all other more advanced animals. -h

9、ydrophobic -signal molecules such as steroids and retinoic acid. -the receptor-ligand complex as a transcription factor in the nucleus2.核受体超家族核受体超家族(Nuclear receptor superfamily)核受体结构特点核受体结构特点1.DNA结合位点结合位点(DBD)2.配体结合位点配体结合位点(LBD)3.入核信号入核信号(NLS)抗体铰链区抗体铰链区核受体种类核受体种类-类固醇激素受体类固醇激素受体( steroid receptor fa

10、mily-teroid receptor family)-孕激素受体孕激素受体 ( progesterone receptor, PR)-雌激素受体雌激素受体( estrogen receptor, ER) -糖皮质激素受体糖皮质激素受体( glucocorticoid receptor, GR) -雄激素受体雄激素受体 (androgen receptor, AR) -盐皮质激素受体盐皮质激素受体 (mineralocorticoid receptor )-thyroid/ retinoid family-甲状腺激素受体甲状腺激素受体 (thyroid receptor,TR)-维生素维生素

11、D (vitamin D receptor,VDR)-视黄酸受体视黄酸受体 ( retinoic acid receptor , RAR) -过氧化物酶体增殖物激活受体过氧化物酶体增殖物激活受体 (peroxisome proliferator-activated receptor ,PPAR)-孤儿核受体孤儿核受体(orphan receptor family )孤儿核受体孤儿核受体(Orphan Nuclear Receptor)-has a similar structure to other identified receptors- but whose endogenous liga

12、nd has not yet been identified. -If a ligand for an orphan receptor is later discovered, the receptor is referred to as an adopted orphan. - 雌激素受体相关受体雌激素受体相关受体 - 类固醇生成因子类固醇生成因子 辅调节蛋白辅调节蛋白(coregulatory proteins )共激活剂共激活剂( coactivators) 共抑制子共抑制子(Co-repressors)受体调节剂受体调节剂(receptor modulators )第三节第三节 细胞表

13、面受体的种类与结构细胞表面受体的种类与结构1. 离子通道型受体离子通道型受体(ion-channel-linked receptor )2. G蛋白耦联型受体（蛋白耦联型受体（G-protein-linked receptor）3. 酶耦联的受体（酶耦联的受体（enzyme-linked receptor) 1. 离子通道型受体离子通道型受体-自身为离子通道的受体，即配体门通道（自身为离子通道的受体，即配体门通道（ligand-gated channel）-主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞，其信号分子为神经递质。主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞，其信号分子为神经递质。-神经递质通过与受体的结合

14、而改变通道蛋白的构象，导致离子通道神经递质通过与受体的结合而改变通道蛋白的构象，导致离子通道 的开启或关闭，改变质膜的离子通透性，在瞬间将胞外化学信号转的开启或关闭，改变质膜的离子通透性，在瞬间将胞外化学信号转 换为电信号，继而改变突触后细胞的兴奋性。换为电信号，继而改变突触后细胞的兴奋性。-离子通道型受体分为离子通道型受体分为-阳离子通道受体阳离子通道受体(乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺乙酰胆碱、谷氨酸和五羟色胺)-阴离子通道受体阴离子通道受体(甘氨酸和甘氨酸和氨基丁酸氨基丁酸)2. G蛋白耦联型受体蛋白耦联型受体-三聚体三聚体GTP结合调节蛋白（结合调节蛋白（trimeric GTP-bind

15、ing regulatory protein） 简称简称G蛋白蛋白-位于质膜胞质侧，由位于质膜胞质侧，由、三个亚基组成三个亚基组成- 和和亚基通过共价结合的脂肪酸链尾结合在膜上，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蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用-当当亚基与亚基与GDP结合时处于关闭状态，与结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于开启状态，结合时处于开启状态，-亚基具有亚基具有GTP酶活性，能催化所结合的酶活性，能催化所结合的ATP水解，恢复无活性的三聚体状态，水解，恢复无活性的三聚体状态，-其其GTP酶的活性能被酶的活性能被RGS（regul

16、ator of G protein signaling）增强。）增强。-RGS也属于也属于GAP（GTPase activating proteins) small G protein特点特点小小G蛋白蛋白-Ras蛋白蛋白(Rat sarcoma)-Harrey和和Kirfen鼠肉瘤病毒上发现，称鼠肉瘤病毒上发现，称H-ras、K-ras， 人神经母细胞瘤上发现人神经母细胞瘤上发现N-ras。-与与G蛋白相同：蛋白相同：GTP/GDP转换；转换；GTPase-不同：受酪氨酸蛋白激酶调节，不同：受酪氨酸蛋白激酶调节，-需蛋白中介：接头蛋白需蛋白中介：接头蛋白(GRB2)和和Sos、 GTP酶激活

17、蛋白酶激活蛋白(GAPs)，类似，类似G蛋白中的蛋白中的亚基亚基。酶耦联型受体酶耦联型受体 -本身具有激酶活性，肽类生长因子（本身具有激酶活性，肽类生长因子（EGF，PDGF，CSF等）受等）受本身没有酶活性，本身没有酶活性， 但可以连接非受体酪氨酸激酶，细胞因子受体超家族。但可以连接非受体酪氨酸激酶，细胞因子受体超家族。 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 -信号分子间的识别结构域信号分子间的识别结构域 : 第四节第四节 细胞表面受体的跨膜信号转换细胞表面受体的跨膜信号转换-SH2结构域（结构域（Src Homology 2 结构域）：结构域）： 约约100个氨基酸组成，个氨基酸组成， 介导信号分子与含磷酸酪氨酸的蛋白分子结合。介导信号分子与含磷酸酪氨酸的蛋白分子结合。-SH3结构域（结构域（Src Homology 3 结构域）：结构域）： 约约50100个氨基酸组成，个氨基酸组成， 介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白分子结合。介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白分子结合。-PH结构域（结构域（Pleckstrin Homology 结构域）：结构域）： 约约100120个氨基酸组成，个氨基酸组成， 可以与膜上磷脂类分子可以与膜上磷脂类分子PIP2、PIP3、IP3等结合，等结合， 使含使含P