神经细胞内的信号转导课件

taoj@神经生物学与医学心理学系医学神经生物学MedicalNeurobiologytaoj@医学神经生物学1神经细胞内的信号转导第四章神经细胞内的信号转导第四章2本章纲要了解神经细胞膜的组成与结构掌握主要的膜受体及其工作方式离子通道受体酶G蛋白偶联受体掌握第一、二、三信使的含义及其功能掌握主要的第二信使的产生、参与的酶了解蛋白质的磷酸化了解原癌基因的概念、功能及分类本章纲要了解神经细胞膜的组成与结构3第一节概述细胞间信号转导的元件细胞外分子受体效应器信使：具有信息传递功能的信息传递分子第一信使：细胞外信使物质，如激素、神经递质、神经调质第二信使：第一信使作用于靶细胞后在胞内产生的信使物质（环核苷酸类:cAMP、cGMP；肌醇磷脂代谢产物：IP3、DG；胞内：Ca2+；一氧化氮（NO）；花生四烯酸代谢产物：前列腺素、白三烯、凝血恶烷);第三信使：发生于细胞核内外的信息转导的信使物质，如某些原癌基因产物：c-fos,jun等。第一节概述细胞间信号转导的元件4第一信使第三信使第二信使第一信使第三信使第二信使5第二节第一信使和受体第一信使：信息途径的激活不可穿过细胞的信息分子简单直接摄入与载体蛋白结合后进入细胞通过受体的跨膜信息传递可穿过细胞的信息分子和细胞偶联的信息分子第二节第一信使和受体第一信使：信息途径的激活6受体离子通道偶联型受体（配体门控型离子通道）酶偶联型受体G蛋白偶联受体受体7神经细胞内的信号转导课件8受体结构：包括配体结合部位和离子通道两部分成员：N-AchR、GABAAR、5-HT3R、etc.离子通道偶联型受体受体结构：包括配体结合部位和离子通道两部分离子通道偶联型受体9神经细胞内的信号转导课件10结构特点：由单一肽链组成外部：识别并与配体结合内部：具有激酶活性受体结构：细胞外识别结构跨膜结构胞内催化部位肽链尾部成员：NGFR、EGFR、血小板生长因子受体…..酶偶联型受体结构特点：由单一肽链组成酶偶联型受体11G蛋白：即鸟嘌呤核苷酸（GTP）结合蛋白，是受体与效应器之间的转导蛋白或偶联蛋白。该类受体的共同特征：受体的氨基酸排列顺序非常近似均有7个疏水区，形成7个跨膜的α螺旋结构受体与配体结合的部位陷入细胞内N末端较短，C末端较长成员之间差别在于N末端、C末端及环状结构所有受体均通过与G-蛋白的相互作用实现跨膜信号转导G蛋白偶联受体G蛋白：即鸟嘌呤核苷酸（GTP）结合蛋白，是受体与效应器之间12.Asp113(递质结合位点)..Ser(受体磷酸化位点)与G蛋白结合位点（受体与递质结合后才暴露）.Asp113(递质结合位点)..Ser(受体磷酸化位点)与13细胞内受体细胞内受体14跨膜信号转导主要涉及三个环节①受体识别②信号转导③胞内效应跨膜信号转导主要涉及三个环节①受体识别②信号转导③胞内效应15第三节跨膜信号转导第三节跨膜信号转导16离子通道受体介导的信号转导活动情况成员：细胞胞外信使物质、细胞内cAMP、cGMP、IP3受体G蛋白偶联受体介导的信号转导G蛋白的结构及调节机制G蛋白的发现G蛋白的种类和结构活动情况：启动慢、持续时间长成员：K+通道、Ca2+通道G蛋白参与调节的跨膜信息转导体系离子通道受体介导的信号转导17G蛋白参与调节的跨膜信息转导体系G蛋白对腺苷酸环化酶（AC）活性的调节G蛋白对cGMP磷酸二酯酶活性的调节G蛋白对磷酯酶C活性的调节一些受体门控的离子通道也受G蛋白的调节G蛋白参与调节的跨膜信息转导体系G蛋白对腺苷酸环化酶（AC）18小G蛋白调节机制Ras是最早发现的小G蛋白,分子量为21KD，小于G蛋白，又称p21蛋白和小G蛋白Ras蛋白是一条由多肽链组成的单体蛋白，由原癌基因Ras编码与GDP结合时无活性，转变成GTP结合状态而活化激活后的Ras蛋白进一步活化Raf蛋白Raf蛋白激活有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPK）MAPK催化细胞核内许多反式作用因子（转录因子）小G蛋白调节机制Ras是最早发现的小G蛋白,分子量为21K19G蛋白βγ亚单位的结构和功能Gβ的结构β亚单位保守性最高，β5同源性较低N末端与γ亚基相连Gγ的结构分四类，九种Gβγ复合物β1与所有γ都能结合β3仅与γ8结合Gβγ复合物的功能作用于AC、PLC、GRKs、离子通道等受体的失敏G蛋白βγ亚单位的结构和功能Gβ的结构20酪氨酸激酶受体介导的信号转导受体酪氨酸激酶的结构受体酪氨酸激酶活性的调控配基与受体结合促进受体酪氨酸激酶活性酪氨酸激酶受体的激活过程及其信息传递机制酪氨酸激酶受体介导的信号转导受体酪氨酸激酶的结构21环核苷酸类:cAMP、cGMP肌醇磷脂代谢产物：IP3、DAG胞内：Ca2+一氧化氮（NO）花生四烯酸代谢产物：前列腺素、白三烯、凝血恶烷第四节第二信使第四节第二信使22胞内钙浓度升高的机制电压门控性钙通道配体门控性钙通道IP3受体蓝尼啶受体（Rya受体）胞内钙浓度降低机制细胞膜的钙外排机制Ca2+作用钙库的储存机制钙缓冲机制钙在胞质中介导的信号效应钙离子胞内钙浓度升高的机制钙离子23神经细胞内的信号转导课件24环核苷酸cAMP和cGMP环核苷酸cAMP和cGMP25神经细胞内的信号转导课件26DAG和IP3DAG和IP327一氧化氮（NO）神经细胞中的NOS受钙/钙调蛋白的调节参与鸟苷酸环化酶的激活一氧化氮（NO）神经细胞中的NOS受钙/钙调蛋白的调节28蛋白质磷酸化蛋白质磷酸化29蛋白磷酸化在生物功能调节中的意义蛋白激酶的分类及其功能丝氨酸/苏氨酸激酶酪氨酸激酶双重激酶蛋白磷酸化在生物功能调节中的意义30第二信使依赖的蛋白激酶MAPK激酶MEK激酶（MEKK）cAMP依赖性蛋白激酶细胞周期素依赖性激酶cGMP依赖性蛋白激酶细胞周期素依赖性激酶2钙离子/钙调蛋白依赖性蛋白激酶细胞周期素依赖性激酶蛋白激酶C（PKC）CDK调节的激酶丝裂原活化蛋白激酶（MAP激酶）CDK激活的激酶（CDK）细胞个信号调控激酶（ERKs）CAK激酶JunN端激酶（JNKs）或应激激活激酶（SAP）G蛋白受体激酶（GRKs）MAP激酶调控激酶其他ERK激酶（MEKs）核糖体S6激酶（RSKs)SAP激酶激酶（SEKs）酪蛋白激酶Raf第二信使依赖的蛋白激酶MAPK激酶MEK激酶（MEKK）31PKA钙依赖蛋白激酶钙/钙调蛋白依赖的蛋白激酶PKC蛋白酪氨酸激酶（Trk)有丝分裂原激活的激酶（MAPK）PKA32神经细胞内的信号转导课件33蛋白激酶催化底物蛋白质从脱磷酸转变为磷酸化，蛋白磷酸化酶则把磷酸化蛋白质转变回脱磷酸状态。带负电荷的磷酸基团的添加或减少能改变蛋白质分子的电荷和形状，从而影响蛋白质的功能。蛋白激酶催化底物蛋白质从脱磷酸转变为磷酸化，蛋白磷酸化酶则把34蛋白磷酸酶酪氨酸蛋白磷酸酶丝-苏氨酸蛋白磷酸酶双重磷酸酶蛋白磷酸酶酪氨酸蛋白磷酸酶35磷酸化级联反应调节机制和多点磷酸化磷酸化级联反应调节机制和多点磷酸化36核内信号转导CREBAP-1AP-1蛋白的组成与结构特征AP-1的激活机制NF-κB家庭其他转录因子核内信号转导CREB37神经细胞内的信号转导课件38神经细胞内的信号转导课件39神经细胞内的信号转导课件40神经细胞内的信号转导课件41神经细胞内的信号转导课件42神经细胞内的信号转导课件43神经细胞内的信号转导课件44神经细胞内的信号转导课件45神经细胞内的信号转导课件46G蛋白的种类和结构种类GsGi/oGq结构：由α、β、γ组成异三聚体，不同的G蛋白的结构上的差异主要表现在α亚单位，α亚单位的多样化是实现G蛋白对多种功能进行调节的基础。调节机制G蛋白的种类和结构种类47神经细胞内的信号转导课件48神经细胞内的信号转导课件49神经细胞内的信号转导课件50神经细胞内的信号转导课件51神经细胞内的信号转导课件52

taoj@神经生物学与医学心理学系医学神经生物学MedicalNeurobiologytaoj@医学神经生物学53神经细胞内的信号转导第四章神经细胞内的信号转导第四章54本章纲要了解神经细胞膜的组成与结构掌握主要的膜受体及其工作方式离子通道受体酶G蛋白偶联受体掌握第一、二、三信使的含义及其功能掌握主要的第二信使的产生、参与的酶了解蛋白质的磷酸化了解原癌基因的概念、功能及分类本章纲要了解神经细胞膜的组成与结构55第一节概述细胞间信号转导的元件细胞外分子受体效应器信使：具有信息传递功能的信息传递分子第一信使：细胞外信使物质，如激素、神经递质、神经调质第二信使：第一信使作用于靶细胞后在胞内产生的信使物质（环核苷酸类:cAMP、cGMP；肌醇磷脂代谢产物：IP3、DG；胞内：Ca2+；一氧化氮（NO）；花生四烯酸代谢产物：前列腺素、白三烯、凝血恶烷);第三信使：发生于细胞核内外的信息转导的信使物质，如某些原癌基因产物：c-fos,jun等。第一节概述细胞间信号转导的元件56第一信使第三信使第二信使第一信使第三信使第二信使57第二节第一信使和受体第一信使：信息途径的激活不可穿过细胞的信息分子简单直接摄入与载体蛋白结合后进入细胞通过受体的跨膜信息传递可穿过细胞的信息分子和细胞偶联的信息分子第二节第一信使和受体第一信使：信息途径的激活58受体离子通道偶联型受体（配体门控型离子通道）酶偶联型受体G蛋白偶联受体受体59神经细胞内的信号转导课件60受体结构：包括配体结合部位和离子通道两部分成员：N-AchR、GABAAR、5-HT3R、etc.离子通道偶联型受体受体结构：包括配体结合部位和离子通道两部分离子通道偶联型受体61神经细胞内的信号转导课件62结构特点：由单一肽链组成外部：识别并与配体结合内部：具有激酶活性受体结构：细胞外识别结构跨膜结构胞内催化部位肽链尾部成员：NGFR、EGFR、血小板生长因子受体…..酶偶联型受体结构特点：由单一肽链组成酶偶联型受体63G蛋白：即鸟嘌呤核苷酸（GTP）结合蛋白，是受体与效应器之间的转导蛋白或偶联蛋白。该类受体的共同特征：受体的氨基酸排列顺序非常近似均有7个疏水区，形成7个跨膜的α螺旋结构受体与配体结合的部位陷入细胞内N末端较短，C末端较长成员之间差别在于N末端、C末端及环状结构所有受体均通过与G-蛋白的相互作用实现跨膜信号转导G蛋白偶联受体G蛋白：即鸟嘌呤核苷酸（GTP）结合蛋白，是受体与效应器之间64.Asp113(递质结合位点)..Ser(受体磷酸化位点)与G蛋白结合位点（受体与递质结合后才暴露）.Asp113(递质结合位点)..Ser(受体磷酸化位点)与65细胞内受体细胞内受体66跨膜信号转导主要涉及三个环节①受体识别②信号转导③胞内效应跨膜信号转导主要涉及三个环节①受体识别②信号转导③胞内效应67第三节跨膜信号转导第三节跨膜信号转导68离子通道受体介导的信号转导活动情况成员：细胞胞外信使物质、细胞内cAMP、cGMP、IP3受体G蛋白偶联受体介导的信号转导G蛋白的结构及调节机制G蛋白的发现G蛋白的种类和结构活动情况：启动慢、持续时间长成员：K+通道、Ca2+通道G蛋白参与调节的跨膜信息转导体系离子通道受体介导的信号转导69G蛋白参与调节的跨膜信息转导体系G蛋白对腺苷酸环化酶（AC）活性的调节G蛋白对cGMP磷酸二酯酶活性的调节G蛋白对磷酯酶C活性的调节一些受体门控的离子通道也受G蛋白的调节G蛋白参与调节的跨膜信息转导体系G蛋白对腺苷酸环化酶（AC）70小G蛋白调节机制Ras是最早发现的小G蛋白,分子量为21KD，小于G蛋白，又称p21蛋白和小G蛋白Ras蛋白是一条由多肽链组成的单体蛋白，由原癌基因Ras编码与GDP结合时无活性，转变成GTP结合状态而活化激活后的Ras蛋白进一步活化Raf蛋白Raf蛋白激活有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPK）MAPK催化细胞核内许多反式作用因子（转录因子）小G蛋白调节机制Ras是最早发现的小G蛋白,分子量为21K71G蛋白βγ亚单位的结构和功能Gβ的结构β亚单位保守性最高，β5同源性较低N末端与γ亚基相连Gγ的结构分四类，九种Gβγ复合物β1与所有γ都能结合β3仅与γ8结合Gβγ复合物的功能作用于AC、PLC、GRKs、离子通道等受体的失敏G蛋白βγ亚单位的结构和功能Gβ的结构72酪氨酸激酶受体介导的信号转导受体酪氨酸激酶的结构受体酪氨酸激酶活性的调控配基与受体结合促进受体酪氨酸激酶活性酪氨酸激酶受体的激活过程及其信息传递机制酪氨酸激酶受体介导的信号转导受体酪氨酸激酶的结构73环核苷酸类:cAMP、cGMP肌醇磷脂代谢产物：IP3、DAG胞内：Ca2+一氧化氮（NO）花生四烯酸代谢产物：前列腺素、白三烯、凝血恶烷第四节第二信使第四节第二信使74胞内钙浓度升高的机制电压门控性钙通道配体门控性钙通道IP3受体蓝尼啶受体（Rya受体）胞内钙浓度降低机制细胞膜的钙外排机制Ca2+作用钙库的储存机制钙缓冲机制钙在胞质中介导的信号效应钙离子胞内钙浓度升高的机制钙离子75神经细胞内的信号转导课件76环核苷酸cAMP和cGMP环核苷酸cAMP和cGMP77神经细胞内的信号转导课件78DAG和IP3DAG和IP379一氧化氮（NO）神经细胞中的NOS受钙/钙调蛋白的调节参与鸟苷酸环化酶的激活一氧化氮（NO）神经细胞中的NOS受钙/钙调蛋白的调节80蛋白质磷酸化蛋白质磷酸化81蛋白磷酸化在生物功能调节中的意义蛋白激酶的分类及其功能丝氨酸/苏氨酸激酶酪氨酸激酶双重激酶蛋白磷酸化在生物功能调节中的意义82第二信使依赖的蛋白激酶MAPK激酶MEK激酶（MEKK）cAMP依赖性蛋白激酶细胞周期素依赖性激酶cGMP依赖性蛋白激酶细胞周期素依赖性激酶2钙离子/钙调蛋白依赖性蛋白激酶细胞周期素依赖性激酶蛋白激酶C（PKC）CDK调节的激酶丝裂原活化蛋白激酶（MAP激酶）CDK激活的激酶（CDK）细胞个信号调控激酶（ERKs）CAK激酶JunN端激酶（JNKs）或应激激活激酶（SAP）G蛋白受体激酶（GRKs）MAP激酶调控激酶其他ERK激酶（MEKs）核糖体S6激酶（RSKs)SAP激酶激酶（SEKs）酪蛋白激酶Raf第二信使依赖的蛋白激酶MAPK激酶M