细胞生物学（王金发版）第五章 细胞通讯

第五章细胞通讯5.1细胞通讯概述5.1.1概念膜功能之一，多细胞生物中细胞间及细胞与环境之间的通讯机制，细胞通过通讯机制调整自身的生理活动实现对外界环境的综合性适应。5.1.2细胞通讯的基本过程=1\*GB3①信号分子的合成与释放=2\*GB3②信号分子的运输=3\*GB3③信号分子与细胞表面的受体特异性识别和结合=4\*GB3④信号分子引起细胞内的信息传递，进而引起生理活动变化=5\*GB3⑤信号终止5.1.3细胞通讯的方式通过信号分子；通过相邻细胞表面分子的黏着；通过细胞与细胞外基质的黏着。5.1.4细胞通讯引起的反应酶活性的改变；细胞骨架成分的变化；离子通透性变化；基因表达的变化；DNA合成激活；RNA翻译激活。5.2信号传导信号传导强调信号的产生和信号的传送，包括信号分子的合成与分泌和信号分子的运输。5.2.1信号分子四个特点：非营养物，非结构物质，非能源，非酶。功能专一性地特异与受体结合的化学分子。5.2.2信号分子的分类根据信号分子的可溶性分为水溶性信号和脂溶性信号。也可分为=1\*GB3①激素，包括蛋白质和肽类激素（只与受体结合）、类固醇激素（与蛋白结合在血液中运输）、氨基酸衍生物；=2\*GB3②局部介质，包括旁分泌信号传导、自分泌信号传导；=3\*GB3③神经递质。5.3信号转导信号转导强调信号的接收和接受后信号的转换及结果，包括信号的识别、信号的转移和转换，可以分为依赖表面接触和不依赖表面接触的转导途径。5.3.1信号识别受体分布、类型（1）根据受体存在的部位分为细胞表面受体及细胞内受体。细胞表面受体主要与大的信号分子或小的亲水性信号分子作用传递信息。细胞内受体同脂溶性的信号分子作用，分为细胞质受体及细胞核受体，最终都是调控基因的表达。细胞质受体存在四个功能域，即DNA结合结构域，激活基因转录的N端结构域，分子伴侣（抑制蛋白）结合结构域，配体结合结构域。正常状况下与抑制蛋白结合不能进入核内，与信号分子结合后，释放抑制蛋白，形成配体-受体复合物进入核内调节基因转录。（2）表面受体主要有三类：离子通道偶联受体，G蛋白偶联受体，酶联受体。整联蛋白也可以作为受体介导接触式信号转导。信号与受体相互作用（1）信号与受体的作用特点为：特异性；高亲和力；可逆性；饱和性；特定组织定位。（2）研究方法：单克隆抗体；亲和标记法（交联剂）。5.3.2信号转换膜结合机器特异性接收信号，同时进行信号的转换，产生第二信使，接下来的信号转导途径主要是蛋白激酶与磷酸酶的作用，通过磷酸化和去磷酸化调节靶蛋白的活性。这个过程是级联放大的过程，作用是放大信号，发生信号的转移、转化、趋异。转导途径信号转导的最重要的四种：（1）G蛋白循环/biochem/ppt/17.pptG蛋白分为Gs、Gi、Gq三种类型。另外有三种蛋白调节G蛋白的活性：GTPase激活蛋白(GAP)，激活α亚基的GTPase活性，缩短G蛋白介导应答的时间；鸟苷交换因子（GEF），促进G蛋白上的GDP替换为GTP，激活G蛋白；鸟苷解离抑制蛋白（GDI）抑制结合的GDP从G蛋白释放。同时α亚基上还有ADP核糖化位点，通过核糖化，霍乱毒素抑制Gsα亚基的GTPase活性，使之一直处于激活状态，百日咳毒素则阻止Giα亚基的GDP被GTP取代。（2）酶联受体/biochem/ppt/17.ppt包括两类：酪氨酸激酶偶联受体（缺少细胞内催化活性，需与酪氨酸蛋白激酶结合）和内源酶促活性受体（细胞内结构域有酶促活性），一般都需形成二聚体转化为活性形式。（3）NO（4）整联蛋白5.3.2（1）PKA途径（2）PKC途径酶联受体信号传导（1）鸟氨酸环化酶受体（2）受体酪氨酸激酶/Ras途径与细胞的生长发育、迁移分化、分裂等过程有关，信号分子大都是生长因子。=1\*GB3①胰岛素受体胰岛素受体自我磷酸化后，与胰岛素受体底物（IRS）结合，磷酸化IRS，形成磷酸酪氨酸基序，然后与含SH2结构域的细胞内信号转导蛋白结合，信号下游传导。=2\*GB3②表皮生长因子受体磷酸化细胞内结构域直接与含SH2结构的蛋白结合。=3\*GB3③Ras途径受体通过Grb2（含有1个SH2结构域和2个SH3结构域）及Sos蛋白（鸟苷交换因子），激活Ras蛋白。Ras是锚定单体G蛋白。=4\*GB3④其它JAK-STAT途径：受体自我磷酸化后，结合JAK，导致其磷酸化，然后磷酸化STAT，磷酸化的STAT二聚体化，暴露NLS位点，进入核内调控基因表达。TGFβ受体-Smads途径：膜三种不同受体，与配体结合后聚合，激活Smad，然后解除TGFβ自我抑制状态（磷酸化），暴露NLS位点，进入核内调控基因表达。NO局部介质，由精氨酸在NO合酶的作用下形成。NO合酶的活性可被CaM激活，NO激活胞质中的鸟氨酸环化酶，产生cGMP起作用。整联蛋白细胞表面与细胞及细胞外基质成分之间的通讯方式。（1）通过黏着斑由整联蛋白介导的信号转导（2）整联蛋白介导黏着斑的装配5.4信号整合与终止5.4.1信号整合方式（1）信号转导趋同不同的信号分子分别作用于不同的受体，但最后的效应物是相同的。（2）信号转导趋异同一种信号与受体作用后在细胞内分成为几个不同的信号途径进行转导。（3）信号转导串话不同信号途径间的相互影响。5.4.2信号终止方式（1）信号分子的水解（2）受体钝化包括同源钝化（被同一种信号传导所磷酸化），异源钝化（被其它途径磷酸化）。（3）受体减量调节通过内吞等作用减少细胞膜表面受体数量，可以循环利用-受体隔离。（4）磷酸酶解除细胞内信号磷酸化激活底物，磷酸酶使酶失活。（5）第二信使的失活磷酸二脂酶降解c