细胞生理3-细胞间信号传递ppt课件

1、 第三节 细胞间的信号传送 Signal transduction between cells 掌握受体的概念以及细胞外表受体及其介导掌握受体的概念以及细胞外表受体及其介导的跨膜信号转导过程，熟习的跨膜信号转导过程，熟习G蛋白偶联受体的蛋白偶联受体的cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路；掌握神信号通路和磷脂酰肌醇信号通路；掌握神经肌肉接头传送中经肌肉接头传送中ACh的递质作用、的递质作用、ACh的释放的释放与分解、与分解、ACh受体、终板电位以及神经肌肉接头受体、终板电位以及神经肌肉接头的传送过程。了解酶偶联受体及离子通道偶联受的传送过程。了解酶偶联受体及离子通道偶联受体介导的信号传送过程。体

2、介导的信号传送过程。 一、细胞间信号传送的方式一、细胞间信号传送的方式1.分泌化学信号分子分泌化学信号分子(signal molecular) 包括内分泌、旁分泌、自分泌以及突触包括内分泌、旁分泌、自分泌以及突触分泌。分泌。 2.接触依赖性通讯接触依赖性通讯(Contact-dependent signaling)3.间隙衔接间隙衔接(Gap junction)二、细胞间信号传送的过程二、细胞间信号传送的过程1. 信号分子的合成和分泌；信号分子的合成和分泌；2. 信号分子转运至靶细胞；信号分子转运至靶细胞；3. 靶细胞上的特异受体与信号分子相互靶细胞上的特异受体与信号分子相互识别与结合；识别与

3、结合；4. 信号分子信号分子受体复合物经细胞内信号受体复合物经细胞内信号传送系统的传送系统的 级联生物化学反响，最终导致细胞功能级联生物化学反响，最终导致细胞功能的变化；的变化；5. 信号分子的去除、终止靶细胞的反响。信号分子的去除、终止靶细胞的反响。三、细胞的信号分子及受体三、细胞的信号分子及受体 细胞分泌的一种具有信息传送作用的化学物质。细胞分泌的一种具有信息传送作用的化学物质。包括激素、神经递质、部分化学递质及包括激素、神经递质、部分化学递质及NO等。等。1、亲脂类和亲水类信号分子、亲脂类和亲水类信号分子亲脂性信号分子，主要代表是甾类激素和甲状腺素，亲脂性信号分子，主要代表是甾类激素和甲

4、状腺素， 可穿过细胞质膜进入细胞；可穿过细胞质膜进入细胞；亲水性信号分子，包括神经递质、生长因子、部分化亲水性信号分子，包括神经递质、生长因子、部分化学递质和大多数激素；学递质和大多数激素； NO。2、受体、受体Receptor： 一种可以识别和选择性结合某种配基信号分子一种可以识别和选择性结合某种配基信号分子的大分子，当与配基配体结合后，经过信号转导的大分子，当与配基配体结合后，经过信号转导作用将胞外信号转换为胞内化学或物理的信号，以启作用将胞外信号转换为胞内化学或物理的信号，以启动一系列过程和生物学效应。多为糖蛋白，至少有两动一系列过程和生物学效应。多为糖蛋白，至少有两个功能区域。可分为细

5、胞内受体和细胞外表受体，可个功能区域。可分为细胞内受体和细胞外表受体，可分别受胞外亲脂性信号分子激活和胞外亲水性信号分分别受胞外亲脂性信号分子激活和胞外亲水性信号分子激活。二者经过不同的机制介导不同的信号传送通子激活。二者经过不同的机制介导不同的信号传送通路。路。 第二信使学说第二信使学说(second messenger)。目前公认的第二。目前公认的第二信使有环腺苷一磷酸信使有环腺苷一磷酸(cAMP)、环鸟苷一磷酸、环鸟苷一磷酸(cGMP)、三磷酸肌醇三磷酸肌醇(IP3)、二酰基甘油、二酰基甘油(DG)、Ca2+等。等。 分子开关。分子开关。四、细胞外表受体及其介导的信号跨膜转导四、细胞外表

6、受体及其介导的信号跨膜转导鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白(G蛋白蛋白)偶联受体偶联受体 G-蛋白偶联受体，是指配体蛋白偶联受体，是指配体-受体复合物受体复合物与靶蛋白酶或离子通道的作用要经过与与靶蛋白酶或离子通道的作用要经过与G-蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从蛋白的偶联，在细胞内产生第二信使，从而将胞外信号跨膜传送到胞内影响细胞的功而将胞外信号跨膜传送到胞内影响细胞的功能。能。 G-蛋白是蛋白是GTP 结合调理蛋白结合调理蛋白GTP-binding regulatory protein的简称，位于质的简称，位于质膜内胞浆一侧，由膜内胞浆一侧，由、三个亚基组成。三个亚基组成。G-蛋白在信号转

7、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。 Rs 与与 Gs，Ri 与与 Gi，AC。cAMP cAMP 信号通路信号通路: :激素激素G-蛋白偶蛋白偶联受体联受体G-蛋白蛋白腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶cAMP cAMP依赖的蛋白激酶依赖的蛋白激酶A激活靶酶和开激活靶酶和开启基因表达。启基因表达。(具具有激活和抑制有激活和抑制AC的两种作用的两种作用)磷脂酰肌醇信号通路磷脂酰肌醇信号通路激素激素G-蛋蛋白 偶 联 受 体白 偶 联 受 体 磷 脂 酶磷 脂 酶 C PIP2IP3和和DG激动激动IP3/ Ca2+和和DG/ PKC 途途径径 激 活 靶激 活 靶酶 和

8、开 启 基酶 和 开 启 基因表达。因表达。(双双信使系统信使系统)2. 酶偶联受体酶偶联受体 酶偶联受体都是跨膜蛋白，当胞外配基酶偶联受体都是跨膜蛋白，当胞外配基与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。除受与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。除受体酪氨酸激酶外，还包括受体丝氨酸体酪氨酸激酶外，还包括受体丝氨酸/苏氨酸激苏氨酸激酶、受体酪氨酸磷酸酯酶、受体鸟苷酸环化酶酶、受体酪氨酸磷酸酯酶、受体鸟苷酸环化酶和酪氨酸蛋白激酶联络的受体等几种类型。和酪氨酸蛋白激酶联络的受体等几种类型。 受体酪氨酸激酶受体酪氨酸激酶receptor tyrosine kinases， RTKs又称酪氨酸蛋白激酶受体。由

9、又称酪氨酸蛋白激酶受体。由RTK介介导的信号通路具有广泛的功能，包括调理细胞导的信号通路具有广泛的功能，包括调理细胞的增殖与分化，促进细胞存活，以及细胞代谢的增殖与分化，促进细胞存活，以及细胞代谢过程中的调理与校正作用。过程中的调理与校正作用。3. 3. 离子通道偶联受体离子通道偶联受体 配体门控通道配体门控通道ligand-gated channel或递或递质门控通道质门控通道transmitter-gated channel。可存。可存在于细胞膜和胞内细胞器膜上。分为阳离子通道在于细胞膜和胞内细胞器膜上。分为阳离子通道和阴离子通道。和阴离子通道。例如例如 肌肉的肌肉的N-乙酰胆碱受体乙酰胆

10、碱受体 ；甘氨酸受体、；甘氨酸受体、一一氨基丁酸氨基丁酸(GABAA)型受体。型受体。 4 4、整合蛋白介导的信号转导、整合蛋白介导的信号转导 五、细胞信号跨膜转导的根本特征五、细胞信号跨膜转导的根本特征1、多途径、多层次的细胞信号传导通路具有会聚convergence或发散divergence的特点。 2、细胞的信号传导既具有专注性又有作用机制的类似性。 3、信号放大作用，但又必需遭到适度控制。4、细胞进展性顺应调理。5、细胞信号转导最重要的特征之一是构成一个复杂的信号网络系统，它具有高度的非线性特点。不同通路之间相互联络cross talk。 六、神经肌肉接头传送六、神经肌肉接头传送1.

11、突触前膜与运动终板突触前膜与运动终板(Motor end-plate) 运动神经纤维和骨骼肌纤维构成的突触性运动神经纤维和骨骼肌纤维构成的突触性衔接叫做神经一肌肉接头衔接叫做神经一肌肉接头 2 神经肌肉接头的化学传送神经肌肉接头的化学传送 ACh 为神经肌肉接头传送的递质为神经肌肉接头传送的递质 ACh 的合成、释放及分解：胆碱乙酰化酶，乙酰的合成、释放及分解：胆碱乙酰化酶，乙酰胆碱酯酶胆碱酯酶(AChE)， 末梢末梢Ca2+通道激活通道激活 与胞吐的与胞吐的触发。触发。 ACh 受体受体:ACh受体可分为两类。一类是毒蕈样受体可分为两类。一类是毒蕈样muscarinicACh受体受体(mAC

12、hR)，它的作用可被，它的作用可被阿托品所阻断，这类受体主要分布于副交感节后纤阿托品所阻断，这类受体主要分布于副交感节后纤维所支配的效应器；另一类是烟碱样维所支配的效应器；另一类是烟碱样nicotinicACh受体受体nAChR，自主神经节细胞的突触后，自主神经节细胞的突触后膜及运动终板上的膜及运动终板上的ACh受体即属此类。受体即属此类。 终板电位终板电位: :神经激动所引起的终板膜的除极性变神经激动所引起的终板膜的除极性变化称为终板电位化称为终板电位endplate potential, EPPendplate potential, EPP。EPPEPP是一种部分反响。是一种部分反响。EP

13、PEPP以电紧张的方式影响临以电紧张的方式影响临近的肌膜，当其强度到达肌膜的阈值后，便引起近的肌膜，当其强度到达肌膜的阈值后，便引起肌膜发生动作电位。肌膜发生动作电位。 EPPEPP的离的离子机制是子机制是终板膜对终板膜对Na+Na+、K+K+的通透性的通透性同时增大，同时增大，因此无超因此无超射景象。射景象。神经肌肉传送的特点及影响要素神经肌肉传送的特点及影响要素一方向，即由运动神经到肌肉，而肌纤维的一方向，即由运动神经到肌肉，而肌纤维的兴奋不能逆行传送给运动神经。兴奋不能逆行传送给运动神经。兴奋经过神经一肌肉接头时有延搁。兴奋经过神经一肌肉接头时有延搁。易受缺氧、许多药物的影响。易受缺氧、

14、许多药物的影响。 影响要素与临床意义：影响要素与临床意义：Ca2+Ca2+；箭毒的竞争性；箭毒的竞争性阻滞与麻醉；抗胆碱酯酶药物阻滞与麻醉；抗胆碱酯酶药物( (毒扁豆碱，新毒扁豆碱，新斯的明斯的明) )与除极性阻滞，有机磷农药如敌百与除极性阻滞，有机磷农药如敌百虫、敌敌畏等中毒与治疗碘解磷定。虫、敌敌畏等中毒与治疗碘解磷定。 七、电突触传送与同步性活动七、电突触传送与同步性活动 电突触或低电阻通道，就是细胞的间隙电突触或低电阻通道，就是细胞的间隙衔接衔接 gap junctiongap junction，在此处，相邻两，在此处，相邻两细胞相互接近，相隔仅细胞相互接近，相隔仅2 nm2 nm左右。每一侧膜左右。每一侧膜上都整齐地陈列着多个由上都整齐地陈列着多个由6 6个蛋白亚单位围个蛋白亚单位围绕成的