细胞通讯与信号转导-2014临床

细胞通讯与信号转导的分子机制南华大学心血管疾病研究所动脉硬化学湖南省重点实验室刘录山博士/教授EMAIL:liuls2000@163.com

TEL:139754914738281297(O)1物质流能量流信息流引言2是怎么判断是美女而不是野兽的？是怎么决定赶快跑而不是发呆的？(Cont.)3第一节细胞通讯细胞通讯(cellularcommunication)：

多细胞生物细胞与细胞之间的识别、联络及相互作用过程，这个过程是通过各种信息物质的作用而实现的。4一、细胞间隙连接通讯

是相邻细胞之间依赖连接蛋白构成的细胞间通道，通过这些通道使细胞之间的胞浆连通，传递小分子量的水溶性信息分子，进而传递信息。

(Cont.)5(Cont.)6二、膜表面分子接触通讯

通过细胞膜表面的特定分子(如糖蛋白、糖脂)与其他细胞的表面分子特异性地相互识别和相互作用，使细胞的增殖、分化等功能发生改变，以达到功能上的相互协调。(Cont.)7三、化学信号通讯

通过化学信号分子作用于周围或距离较远的其他种类细胞（靶细胞），调节其功能.

(Cont.)8化学信号分子(第一信使，Firstmessenger)

在细胞与细胞之间进行信息传递作用的信息物质叫细胞间信息分子。信息分子种类来源作用途径代表性物质作用效应激素hormone内分泌腺内分泌细胞血液循环(内分泌)肽类:胰岛素固醇类:性激素作用时间长效应持久神经递质neu-rotransmitter神经细胞乙酰胆碱脑啡肽作用时间短效应短暂局部化学介质Localchemicaltransmitter多种细胞局部扩散(旁分泌)一氧化氮前列腺素作用时间短细胞因子cytokine多种细胞自分泌、旁分泌、内分泌干扰素肿瘤坏死因子作用时间短效应短暂9第二节信号转导信号转导(signaltransduction)：

将细胞外信息转化为细胞内信息并引起细胞内某些代谢途径改变，对环境变化作出应答的过程。受体-配体信号分子信号在细胞内转换和传递机制10一、外源信号必须经由受体介导才能传入细胞内

受体（receptor）:存在于细胞膜或细胞内能特异性识别和结合生物活性分子进而引起细胞生物学效应的特殊蛋白质。配体（ligand）：能与受体特异性结合的生物活性分子，如激素、神经递质、抗原、药物、毒素等。(Cont.)11受体的作用特性高度特异性高度的亲和力可逆性可饱和性(Cont.)12二、信号转导分子负责信号在细胞内的传递与转换在细胞内传递细胞调控信号的化学物质称为细胞内信息分子。

第二信使：小分子活性物质

信号转导分子：蛋白质分子(Cont.)13核苷酸衍生物:cAMP

、cGMP；脂类衍生物:甘油二酯（DAG）糖类衍生物:三磷酸肌醇（IP3）无机离子：Ca2+

气体分子：NO、CO、H2S第二信使

(Secondmessenger)(Cont.)14蛋白激酶与蛋白磷酸酶是蛋白质活性的开关系统蛋白激酶：PKA、PKB、PKC、MAPK……，使得酪氨酸、丝氨酸、苏氨酸磷酸化蛋白磷酸酶：去磷酸化(Cont.)154subtypesbindsGTPactivationof2ndmess.lessvariabilityalsoactivates2ndmess.G蛋白(GTP结合蛋白)的GTP/GDP开关作用

G蛋白偶联受体结合的异源三聚体G蛋白小分子单体G蛋白(Cont.)

16(Cont.)17小分子单体G蛋白(Ras家族)(Cont.)18AlfredG.Gilman

MartinRodbell

“fortheirdiscoveryofG-proteinsandtheroleoftheseproteinsinsignaltransductionincells"TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicinein1994(Cont.)19三、信号在细胞内的转换和传递机制第二信使的浓度或者细胞内的定位分布发生改变信号转导分子构象变化蛋白分子的细胞内定位改变蛋白分子的细胞内水平调节(Cont.)20第三节脂溶性化学信号的受体途径

信息分子(配体)：糖皮质激素、盐皮质激素、雄激素、孕激素、雌激素、甲状腺素、1，25-(OH)2-D3胞浆受体：糖皮质激素核内受体：雄激素、孕激素、雌激素、甲状腺素21(Cont.)22(Cont.)23(Cont.)24第四节离子通道型受体信号途径组成：数个亚基构成的寡聚体通道蛋白。代表：N-型乙酰胆碱受体、γ-氨基丁酸（GABA）受体谷氨酸受体、5-羟色氨受体、甘氨酸受体等。机制：配体与受体结合，受体变构，调控离子通道的开放或关闭，引起细胞膜电位的改变将化学信号转变为电信号，从而改变细胞的代谢和功能。25第五节蛋白耦联型受体信号途径与G蛋白藕联发挥作用单体蛋白，高度保守N端—7个α螺旋—C端3个外环结合信息分子，3个内环和C端与G蛋白藕联

G蛋白耦联型受体信号途径26(Cont.)123G蛋白藕联受体信号途径是机体最广泛和最复杂的信号途径27

膜受体-cGMP信号途径（举例）：鸟苷酸环化酶（guanylatecyclase,GC）信号转导途径存在于心血管系统和脑内。可溶型GC存在于胞浆，主要激活物为NO；颗粒型GC存在于细胞膜，主要激活物为心钠素和脑钠素。GC激活后，cGMP生成增加，激活蛋白激酶G(PKG)磷酸化靶蛋白发挥生物学作用。(Cont.)28Viagra(Cont.)膜受体-cGMP信号途径29酪氨酸蛋白激酶酶耦联受体信号途径(Cont.)是生长因子与受体作用调节细胞分裂增殖的主要信号途径。30(Co