细胞信号系统

关于细胞信号系统第1页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三信号转导（singaltransduction）：细胞外信号通过与细胞膜上或细胞内的受体特异性结合，将信号转换后传给相应的胞内系统，使细胞对外界信号做出适当的反应。信号网络（singalingnetwork）：细胞内存在多种信号转导方式和途径，而且彼此交叉调控，构成复杂的信号网络。第2页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三FUNCTIONSOFCELLCOMMUNICATION调节代谢实现细胞功能调节细胞周期控制细胞分化影响细胞存活第3页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三细胞信号转导：

第一信使firstmessenger受体recepter;受体将信号转变为细胞内信号-第二信使胞内信号的转导途径，最终转化为细胞的各种复杂的生物学效应。信号分子的失活引起细胞反应的终止第4页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第一节细胞外信号第一信使:由细胞分泌的、能够调节机体机体功能的一大类生物活性物质，是细胞间通讯的信号。主要是蛋白质、肽类、氨基酸及其衍生物、类固醇激素、NO等。与细胞膜上或胞内特定的受体结合后，后者将接收到得信息转导给胞浆或细胞核中的功能反应体系，从而启动细胞产生效应。第5页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三细胞外信号分类：根据信号特点和作用方式激素神经递质局部化学介质根据效应：激动剂拮抗剂根据信号的性质水溶性信号脂溶性信号第6页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第一节细胞外信号第7页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第二节受体受体：一类存在于胞膜或胞内的特殊蛋白质，可以与细胞外信号分子特异性识别并结合，进而激活胞内一系列生物化学反应，使细胞对外界刺激产生相应的效应。配体：与受体结合的生物活性物质，包括激素、神经递质、生长因子、某些药物等。受体分类膜受体胞内受体离子通道型受体G蛋白耦联受体具备酶活性的受体胞浆受体核受体I型II型III型第8页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第9页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三1、离子通道型受体1).I型受体超家族：五个亚基构成每个亚基4-5个跨膜域通过胞外区域与配体结合第10页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三1、配体闸门离子通道受体：存在于细胞膜上，某些神经递质的受体，其本身是一种或几种离子的离子通道为神经系统和其它电激发细胞特有，主要在突触反应中起控制作用反应速度快膜受体第11页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三N型乙酰胆碱受体5个亚单位αβγδ在细胞膜上共同构成一个通道；每一个亚单位带有4个越膜区域；α亚单位上有乙酰胆碱ACh结合部位;使终板膜Na+内流，少量K+外流，形成终板电位。第12页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三胞内受体:配体：多为脂溶性小分子甾体类激素，还包括甲状腺素类激素、Vd等作用：转录调节蛋白，与DNA分子的激素调节元件结合，促进或抑制基因转录特点：细胞产生效应需要的时间长第13页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三2、生长因子类受体（酶联受体）：存在于细胞膜上，具有酪氨酸激酶（trk）的活性。在参与细胞生长和分化调控中起作用，产生效应过程缓慢。受体酪氨酸激酶receptorTyrosineKinase,receptortrK（RPTK）酶蛋白以跨膜结构形式存在于细胞膜上;胞外的部分是配体结合区，起受体的作用；细胞质一侧的部分称为激酶活性区，具有酪氨酸激酶的活性第14页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三3.酪氨酸蛋白激酶受体：一条单次跨膜的多肽链配体结合区域为胞外区胞内区具有酪氨酸激酶活性往往通过配体介导受体二聚化，相互激活激活具有SH2结构域的蛋白并使之激活，传递信号主要介导细胞生长和分化，产生效应过程较慢第15页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三3、G蛋白耦联的受体（G蛋白-鸟苷酸结合蛋白（guaninenucleotide－bindingprotein）存在于细胞膜上，神经递质、激素、肽类和胺类的受体，与G蛋白耦联。结构：由一条多肽链组成，其中带有7个疏水越膜区域氨基末端朝向细胞外，羧基末端则朝向细胞内基质氨基末端有糖基化的位点，羧基末端有两个在蛋白激酶催化下发生磷酸化的位点，与受体活性调控有关。特点：转导过程较慢，敏感、灵活、类型多样第16页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三（Gliman和Rodbell，1994对G蛋白研究获诺贝尔奖）。

G蛋白是一种分子量约10万的可溶性膜蛋白，由αβγ3个不同的亚单位构成异聚体;具有结合GTP或GDP的能力和GTPase的活性；调节功能和信号转导，故称为结合鸟苷酸调节蛋白（或信号转导蛋白）。可分为：

Gs：刺激性G蛋白；Rs

Gi：抑制性G蛋白；Ri

Gt：与激活磷酯酶C的受体偶联；

Go：与控制Ca2+通道的受体偶联；

Gp：与激活磷酸二酯酶的受体偶联；第17页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三糖基化位点磷酸化位点第18页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三G蛋白的作用机制：静息状态下，G蛋白（细胞膜上）与GDP结合，与受体分离→配体与相应的受体结合时，受体蛋白构象改变→与G蛋白α亚单位接触→α亚单位与GTP结合→α亚单位的构象改变，与βγ亚单位相分离→结合GTP的α亚单位从受体上分离并游离（调节细胞内的效应蛋白的生物学活性，实现细胞内外的信号传递）→α亚单位分解GTP→α亚单位构象改变，与效应蛋白脱离，与βγ亚单位结合为静息状态的G蛋白。第19页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三GTPGDP第二节受体G蛋白：LigandabgACPLC第20页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第21页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三二、受体作用的特点：1.能选择性地与特定配体结合2.具备强的亲和力3.受体-配体结合具有可饱和性4.受体-配体结合具有可逆性5.受体-配体结合可以通过磷酸化与去磷酸化进行调节第22页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第三节细胞内信使细胞内信使：受体激活后在细胞内产生的、能介导信号转导的活性物质，又称第二信使（sencondmessenger）。cAMP，cGMP，DAG,IP3,Ca2+第23页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第24页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三一、cAMP信使体系腺苷酸环化酶与cAMP腺苷酸环化酶adenylatecyclase,AC；G蛋白的效应蛋白之一，是cAMP信号传递系统的关键酶；AC可催化ATP分解形成cAMP－－第二信使。第25页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第三节细胞内信使G-proteinACcAMPPKA第26页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第27页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三

AC催化ATP--cAMP

→cAMP活化PKA→PKA磷酸化CREB→CREB结合相关基因的CRE区→在其他特异性转录因子的调控下，启动基因的表达，产生各种生物学效应。PKA---cAMP依赖性蛋白激酶(cAMP-dependentproteinkinase)CREB---反应元件结合蛋白(cAMPresponsiveelement-bindingprotein)---转录因子基因的CRE区---序列为TGACGTCA第28页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三cAMP依赖性蛋白激酶（cAMP-dependentproteinkinaseA，PKA）第29页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三cAMP信号途径可表示为：激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶cAMP→PKA→基因调控蛋白磷酸化→基因转录。第30页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三三、二脂酰甘油/三磷酸肌醇信使体系第31页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三四、钙离子/钙调蛋白信使体系第32页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三第四节信号转导与蛋白激酶第33页，讲稿共36页，2023年5月2日，星期三级联反应（cascadereaction）：信号传导通路中，催化某一步反应的蛋白质由上一步反应的产物激活或抑制（即通过磷酸化