第八章 细胞信号转课件

第八章细胞信号转导第八章细胞信号转细胞通讯的意义通过细胞通讯使细胞对外界环境具备敏锐的感觉和反应，例如营养、信号分子、光暗、毒物、天敌等。细胞间通讯

交配因子、shmoos第八章细胞信号转

信号转导指信号的转换过程。如文字－声音－电脉冲－神经脉冲细胞间的信号转导相对简单，细胞外－细胞内第八章细胞信号转细胞通讯的一般过程◆信号分子的产生信号分子◆细胞识别（Cellrecognition）受体蛋白◆信号转导（Signaltransduction）胞内信号特定基因表达应答反应第八章细胞信号转

细胞通讯与信号传递引起的反应◆酶活性的变化◆细胞分化◆基因表达的变化◆细胞骨架构型◆通透性的变化◆DNA合成活性的变化◆细胞死亡程序的变化等第八章细胞信号转细胞信号的类型一、通过分泌化学信号进行细胞间相互通讯：内分泌－激素（进入血液）旁分泌－局部介质（如局部炎症和伤口愈合）自分泌－细胞对自身分泌物产生反应化学突触－神经递质（快速100m/s，信号转导）二、依赖接触－与膜结合的信号分子（例如在胚胎发育中细胞的分化）三、间隙连接第八章细胞信号转第八章细胞信号转第八章细胞信号转第八章细胞信号转细胞应答的复杂性1每个细胞应答有限的一组信号（取决于受体）2一个和同一类受体结合的信号能引起靶细胞的多种效应，如形状、代谢、基因表达等3不同的细胞对同一信号的反应可能不同4不同信号的组合效果第八章细胞信号转第八章细胞信号转第八章细胞信号转细胞内信号级联反应又称信号通路，有以下特点：1它们把信号从接受部位传递到应答部位2它们把信号变换为能刺激细胞反应的某种分子形式3大多数情况下，信号级联反应放大所接收的信号4信号级联反应能分选信号，以至平行地影响几个过程5信号级联反应的每一步易受到其他因素干扰第八章细胞信号转第八章细胞信号转受体（receptor）概念:能够识别和选择结合信号分子并能引起一系列生物学效应的生物大分子.多为糖蛋白存在部位◆细胞表面（表面受体）◆细胞内（细胞内受体）第八章细胞信号转第八章细胞信号转受体的作用特性:◆结合特异性----与信号分子空间结构的互补◆效应特异性◆受体交叉糖皮质(激)素受体除同糖皮质(激)素结合以外,还可同其它甾类激素结合◆可逆性配体与受体的结合是可逆的。◆特定的组织定位受体在体内的分布、种类和数量均随组织的不同而不同。第八章细胞信号转第二信使第八章细胞信号转概念：大多数激素类信号分子不能直接进入细胞，只能通过同膜受体结合后进行信息转换，通常把细胞外的信号称为第一信使，而把细胞内最早产生的信号物质称为第二信使。第二信息至少有两个特征:▲第一信息同其膜受体结合后最早在细胞膜内侧或胞浆中出现，仅在细胞内部起作用▲能启动或调节细胞内稍晚出现的反应。目前公认的第二信息有cAMP、DG、IP3、cGMP第八章细胞信号转

信号传导的分子开关

作为分子开关的两类蛋白1磷酸化控制的开关蛋白，有很多本身就是蛋白激酶，从而组成磷酸化的级联反应，导致信号的放大、分流及调变2GTP结合蛋白，如G蛋白第八章细胞信号转注意：有开必有关，激活与失活同样重要第八章细胞信号转

通过细胞内受体介导的信号传递

多为基因调控蛋白如类固醇激素（包括皮质醇、雌二醇和睾酮）和甲状腺激素第八章细胞信号转当男性缺乏睾酮受体时，会全面表现出女性特征，这证明睾酮受体的关键作用，同时也说明该受体介导多种细胞的不同效应第八章细胞信号转NO介导的信号通路直接激活酶，较涉及基因表达变化的反应更为快速产自精氨酸，在许多组织中起局部介质的作用利用硝化甘油治疗心绞痛病人有几百年历史，N0松弛血管壁的作用揭示了硝化甘油作用的机制半衰期很短，5－10s靶分子：鸟苷酸环化酶，形成cGMP第八章细胞信号转第八章细胞信号转

通过细胞表面受体介导的信号跨膜传递

细胞表面受体主要类型∶◆离子通道偶联受体◆G-蛋白偶联受体◆酶联受体许多细胞外信号分子具有一种类型以上的受体，如乙酰胆碱外源性物质也能通过和受体结合干扰生理功能和感觉，如海洛因、辣椒粉。它们模拟天然配体，大多数药物和毒素都是如此。第八章细胞信号转第八章细胞信号转离子通道偶联受体◆见于可兴奋细胞间的突触信号传递，产生一种电效应。常见于神经系统和其它电兴奋细胞如肌细胞◆受体本身就是形成通道的跨膜蛋白。如乙酰胆碱受体就是离子通道偶联受体。◆它们多为数个亚基组成的寡聚体蛋白,除有配体结合部位外,本身就是离子通道的一部分,并籍此将信号传递至细胞内。第八章细胞信号转第八章细胞信号转G蛋白偶联受体细胞表面受体的最大家族，其信号分子包括激素、局部介质、神经递质所有的G蛋白偶联受体都具有相似的结构，七次跨膜第八章细胞信号转G-蛋白G蛋白:三聚体GTP结合调节蛋白.◆组成:

一般由三个亚基组成,分别叫α、β、γ，β、γ两亚基通常紧密结合在一起，只有在蛋白构象改变时才分开◆功能位点:α亚基具有三个功能位点：①GTP结合位点;②鸟苷三磷酸水解酶(GTPase)活性位点;③腺苷酸环化酶结合位点。第八章细胞信号转第八章细胞信号转α亚基具有内在的GTP水解酶活性，从而关闭信号，霍乱毒素能破坏该水解酶活性第八章细胞信号转G蛋白偶联受体介导的细胞信号通路，根据引起的级联反应的不同，分为：◆G蛋白调节的离子通道◆cAMP信号通路◆磷脂酰肌醇信号通路第八章细胞信号转G蛋白调节的离子通道存在于心肌细胞中，使心搏减缓第八章细胞信号转cAMP信号通路◆cAMP信号途径又称PKA系统，是蛋白激酶A系统的简称；◆在该系统中，细胞外信号要被转换成第二信息cAMP引起细胞反应◆cAMP的合成和降解，在细胞内的浓度迅速变化◆cAMP介导的细胞反应多是增加代谢燃料的消耗速度。例如人受惊吓或激动时，释放肾上腺素，其结合多种细胞的G蛋白偶联受体，导致cAMP浓度增加，在骨骼肌中，介导糖原分解，在脂肪细胞中，介导脂肪分解，在心脏，介导心率增加第八章细胞信号转cAMP的合成与降解第八章细胞信号转第八章细胞信号转第八章细胞信号转蛋白激酶A的作用机理被激活的蛋白激酶A可以以两种方式起作用:PKA使其靶酶磷酸化：丝氨酸、苏氨酸残基直接激活特定的转录调控因子第八章细胞信号转对细胞外信号的快反应和慢反应第八章细胞信号转第八章细胞信号转第八章细胞信号转

磷脂酰肌醇信号通路

激活膜结合酶磷脂酶C，其作用于膜肌醇磷脂，产生两种信使分子：肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油（DG）第八章细胞信号转第八章细胞信号转第八章细胞信号转第八章细胞信号转Ca2+

的一般功能：在受精卵中其浓度上升，触发胚胎发育；在肌细胞中引起收缩；在许多分泌细胞中启动分泌Ca2+对大部分蛋白的作用是间接的，它通过Ca2+结合蛋白来进行0S10S20S40S海星卵子受精启动胞质溶胶钙离子的增加第八章细胞信号转第八章细胞信号转◆受体蛋白既是受体又是酶，一旦与配体结合即具有酶活性并将信号放大，又称催化受体◆结构上多为单次跨膜蛋白◆这类受体传导的信号主要与细胞生长、分裂有关，肿瘤相关酶联受体第八章细胞信号转第八章细胞信号转受体酪氨酸激酶第八章细胞信号转也能够激活磷脂酶C突变能导致肿瘤失活途径：1通过蛋白酪氨酸磷酸酶终止激活2通过胞吞作用被带入细胞内，随后在溶酶体体内经消化而被破坏第八章细胞信号转单体GTP结合蛋白Ras所有受体酪氨酸激酶都与Ras相关联Ras的作用方式类似于G蛋白的α亚基第八章细胞信号转Ras促进磷酸化的级联反应细胞增殖和细胞分化是Ras信号通路的典型结果突变的