第八章 细胞信号转导

1、信号转导：信号转导：指细胞将外部信号转变为自身应答指细胞将外部信号转变为自身应答反应的过程，是实现细胞间通讯的关键过程。反应的过程，是实现细胞间通讯的关键过程。细胞信号传递细胞信号传递（cell signaling）：通过信号分子）：通过信号分子与受体的相互作用，将外界信号经细胞质膜传递与受体的相互作用，将外界信号经细胞质膜传递至细胞内部，通常传递至细胞核，并引发特异生至细胞内部，通常传递至细胞核，并引发特异生物学效应的过程。物学效应的过程。图图 细胞通讯的方式及引起的某些反应细胞通讯的方式及引起的某些反应 生命是一个完整的自然的生命是一个完整的自然的信息处理系统。信息处理系统。2. 膜表面分

2、子接触通讯膜表面分子接触通讯通过与质膜结合的信号分子与其相接触的靶细胞质膜上的通过与质膜结合的信号分子与其相接触的靶细胞质膜上的受体分子相结合，影响其他细胞。如精子和卵子之间的识受体分子相结合，影响其他细胞。如精子和卵子之间的识别，别，T与与B淋巴细胞间的识别。淋巴细胞间的识别。3.细胞间隙连接细胞间隙连接connexon二、信号分子与受体二、信号分子与受体相同的信号分子在不同的靶细胞中引起不同的应答相同的信号分子在不同的靶细胞中引起不同的应答 不同类型的细胞以不同的方式对神经递质乙酰胆碱作出应答。在不同类型的细胞以不同的方式对神经递质乙酰胆碱作出应答。在(a)和和(b)中，信号分子与相同的受

3、体蛋白结合，但由于细胞的功能不同，引起不同中，信号分子与相同的受体蛋白结合，但由于细胞的功能不同，引起不同的反应的反应 二、信号分子与受体二、信号分子与受体三、信号转导系统及其特性三、信号转导系统及其特性胞外信号分子受体胞内信号分子靶蛋白新陈代谢酶 基因调控蛋白 细胞支架蛋白改变新陈代谢 改变基因表达改变细胞形状或运动细胞信号途径的组成细胞信号途径的组成组成从细胞表面到细胞核的信号组成从细胞表面到细胞核的信号途径的各类信号蛋白组分途径的各类信号蛋白组分支架蛋白支架蛋白转承蛋白转承蛋白接头蛋白接头蛋白分歧蛋白分歧蛋白放大和转导蛋白放大和转导蛋白潜在基因调控蛋白潜在基因调控蛋白细胞内中介小分子细胞

4、内中介小分子整合蛋白整合蛋白锚蛋白锚蛋白修饰蛋白修饰蛋白信使蛋白信使蛋白核膜核膜靶蛋白靶蛋白信号应答元件信号应答元件基因转录基因转录质膜质膜细胞内受体的本质：细胞内受体的本质：激素激活的基因调控蛋白。激素激活的基因调控蛋白。三个结构域：三个结构域：C-C-端激素结合位点、中部的端激素结合位点、中部的DNADNA或或Hsp90Hsp90结合位点（富含结合位点（富含CysCys、锌指结构）、锌指结构）、N-N-端转录激活结构域。端转录激活结构域。影响细胞分化等长期的生物学效应影响细胞分化等长期的生物学效应Robert F. Furchgott Louis J. Ignarro Ferid Mura

5、d n 腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶：跨膜12次。在Mg2+或Mn2+的存在下，催化ATP生成cAMP。Adenylate cyclasen环腺苷酸磷酸二酯酶环腺苷酸磷酸二酯酶（cAMP phosphodiesterase, PDE）：降解cAMP生成5-AMP，起终止信号的作用。Degredation of cAMPn蛋白激酶蛋白激酶A（Protein Kinase A，PKA）：由两个催化亚基和两个调节亚基组成。cAMP与调节亚基结合，使调节亚基和催化亚基解离，释放出催化亚基，激活蛋白激酶A的活性。被激活的蛋白激酶被激活的蛋白激酶A可以以两种方式起作用可以以两种方式起作用:PKA 使其靶酶磷酸

6、化：丝氨酸、苏氨酸残基，使其靶酶磷酸化：丝氨酸、苏氨酸残基，细胞快细胞快速应答胞外信号的过程。速应答胞外信号的过程。接激活特特的转录调控因子，接激活特特的转录调控因子，缓慢应答胞外信号的缓慢应答胞外信号的过程。过程。GPK：糖原磷酸化酶激酶：糖原磷酸化酶激酶 GP:糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶 GS: 糖原合成酶糖原合成酶 IP：磷蛋白磷酸酶抑制蛋白：磷蛋白磷酸酶抑制蛋白 PP:磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶uGi调节模型调节模型 通过通过亚基与腺苷酸环化酶结合，接抑制酶的活性；亚基与腺苷酸环化酶结合，接抑制酶的活性； 通过通过亚基复合物与游离亚基复合物与游离Gs的的亚基结合，阻断亚基结合，阻断Gs的的

7、亚基对腺苷酸环化酶的活化。亚基对腺苷酸环化酶的活化。 霍乱毒素：霍乱毒素：能催化ADP核糖基共价结合到Gs的亚基上，使亚基丧失GTP酶的活性，处于持续活化状态。导致霍乱病患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。 百日咳毒素百日咳毒素抑制Gi的活性。为什么不同的信号（配体）通过类似的机制会引发多种不同的细胞反应？为什么不同的信号（配体）通过类似的机制会引发多种不同的细胞反应？Controls on Cytosolic Calcium配体、受体配体释放配体通道打开配体受体结合4化学感受器中的化学感受器中的G蛋白蛋白 气味分子与受体结合，激活腺苷酸环化酶，产气味分子与受体结合，激活腺苷酸环化酶，产生生cAMP，开启，开启cAMP门控阳离子通道，引起钠门控阳离子通道，引起钠离子内流，膜去极化，产生神经冲动，形成嗅离子内流，膜去极化，产生神经冲动，形成嗅觉或味觉。觉或味觉。Ras-GEFRaf is a PK that triggers MAP-K pathwayCell proliferationRPTK-Ras Pathway4. 酪氨酸激酶连接的受体酪氨酸激酶连接的受体cAMP的信号通路主要是引起细胞代谢变化,特别是糖的代谢