《细胞信号传导》教学课件

1、8.1 细胞信号转导与信号通路8.2 细胞信号转导的特征8.3 胞内受体介导的信号转导8.4 细胞表面受体介导的信号转导 第八章 细胞信号转导School assignment第1页，共32页。信号转导是指胞外信使分子所负载的信号经过转换，在细胞内引起变化的过程。信号通路是指胞外信使分子进行信号转导的路径，由信使分子、信号蛋白构成。 细胞信号转导与信号通路第2页，共32页。信号通路的组分依次为： 细胞信号转导与信号通路胞外信号受体效应器胞内信号激酶靶蛋白信号转导蛋白分子开关第3页，共32页。第4页，共32页。胞外信号又名:第一信使分类:脂溶性激素（含NO）、水溶性激素和一氧化碳。受体胞内信号分

2、子开关 细胞信号转导与信号通路第5页，共32页。结构：至少含有配体结合域和效应域两个功能域。类型：胞内受体：配体：脂溶性分子类型：细胞内受体超家族（依赖激素激活的基因调控蛋白）、NO受体细胞表面受体：配体：细胞外水溶性分子 、脂溶性分子类型：3个家族受体：受体是指能识别并选择性结合信号分子的大分子。第6页，共32页。离子通道耦联受体G蛋白耦联受体酶联受体第7页，共32页。第二信使：在细胞内最早产生的信号分子；如：cAMP, cGMP, IP3, DG 等。第三信使：一般来说，Ca2+ 在IP3信号途径中是第三信使。胞内信号：第8页，共32页。是一种蛋白分子，通过蛋白活性的改变来启闭信号转导过程

3、。分子开关：通过磷酸化和去磷酸启闭信号转导过程。GTPase分子开关蛋白，可通过GTP的得失启闭信号转导过程。第9页，共32页。细胞信号转导是专一的，而其作用机制又是相似的特定信号所产生的细胞效应具有多样性信号转导过程具有汇聚性和发散性在信号转导中，信号的放大作用和终止（或下调）同时存在不同信号途径之间可进行交叉对话（crosstalk），激酶可接受不同信号途径中的信号，并将其整合细胞信号转导的特征第10页，共32页。细胞信号转导是专一的，而其作用机制又是相似的：细胞信号转导的专一性取决于靶细胞上有无相应信号的受体，以及受体与信号结合的特异性。细胞信号转导作用机制的相似性是指不同的信号通路中所

4、涉及到的信号转导组分大同小异。第11页，共32页。特定信号所产生的细胞效应具有多样性的原因：在同一细胞中，信号的强度或持续的时间不同，信号通路的反应也不同。在不同细胞中，信号转导组分不同，同一信号所激活的信号途径也不同。第12页，共32页。会聚性：从多个互不相关的受体上发出的信号能激活同一个效应器。发散性：从同一个配体上发出的信号能激活多个不同的效应器。第13页，共32页。信号放大的产生方式分子开关蛋白的持续活化效应器蛋白的持续活化效应器所产生的胞内信使分子放大胞外信号信号下调（或终止）的产生方式受体脱敏受体下调分子开关蛋白的失活第14页，共32页。两个信号途径之间的交叉对话。激酶可接受不同信

5、号通路的信号，并将其整合，发挥整合后的作用。第15页，共32页。胞内受体超家族介导的信号转导胞内受体的结构胞内受体超家族的本质:依赖激素激活的基因调控蛋白 NO介导的信号转导特征：NO进入靶细胞，与酶直接作用。NO介导的信号途径细胞内受体介导的信号转导第16页，共32页。胞内受体超家族的结构激素激活的基因调控蛋白第17页，共32页。乙酰胆碱结合到血管内皮细胞从而启动一氧化氮的合成，一氧化氮扩散到附近的肌细胞，激活鸟氨酸合成酶的活性，开始合成cGMP， cGMP作用于靶蛋白，导致肌肉松弛。第18页，共32页。G蛋白耦联受体及其信号转导途径酶联受体介导的信号转导途径受体酪氨酸激酶 (RTK)和RT

6、K-Ras信号通路整联蛋白介导的信号途径细胞表面的其它酶联受体介导离子通道耦联受体介导的信号通路细胞表面受体介导的信号转导第19页，共32页。G蛋白结构及其激活蛋白耦联受体的结构和动力学变化G蛋白耦联受体介导的信号转导途径环腺苷酸信号通路双信使系统 G蛋白耦联受体及其信号转导途径第20页，共32页。1全称：三聚体GTP结合调节蛋白 成分：G, G, G3个亚基，G 具有GTP酶活性，是分子开关，其中G, G 形成二聚体。 动力学变化：静息状态：G-GDP，三聚体。信号传入：GDP释出，GTP结合上，三聚体解离，效应器激活。信号停止：GTP水解为GDP，三聚体形成。2蛋白的结构与激活：第21页，

7、共32页。G蛋白耦联受体7次跨膜螺旋；初级信使结合到受体的胞外域，这种结合使受体的胞内域活化从而激活G蛋白。G蛋白耦联受体的结构和动力学变化：第22页，共32页。环腺苷酸信号通路：成分G蛋白耦联受体：Rs, RiG蛋白：Gs, Gi效应器：腺苷酸环化酶、 PKA等。反应链第23页，共32页。第24页，共32页。213双信使系统：第25页，共32页。双信使系统：胞外刺激G蛋白耦联受体G蛋白腺苷酸环化酶IP3浓度升高Ca2+通道激活细胞质钙离子浓度升高细胞反应DG浓度升高PKC激活蛋白磷酸化短期或长期生理效应第26页，共32页。胞外刺激G蛋白耦联受体G蛋白腺苷酸环化酶cAMP浓度升高PKA的活化磷

8、酸化基因调控蛋白基因转录第27页，共32页。必须元素：受体酪氨酸激酶(RTKs）结构：胞外域、跨膜螺旋、胞质域RTK的激活下游组分：带有SH2或SH3结构域 (Src同源区)的蛋白Ras小G蛋白，GTPase开关蛋白Ras活性相关蛋白：GEF, GAP 受体酪氨酸激酶 (RTK)第28页，共32页。 RTK-Ras 信号通路配体RTKGAPGEFRasRaf(MAPKKK)MAPKKMAPK磷酸化其它激酶或基因调控蛋白第29页，共32页。RTK的激活：配体与受体结合受体二聚化相互磷酸化RTK激活第30页，共32页。又称为:配体门控通道或递质门控通道 跨膜蛋白，主要存在于神经细胞或其它可激活的细胞中。对配体、离子有选择性