第八章 信号转导2.ppt

1、第一节 细胞通讯 第二节 G蛋白偶联受体介导的信号转导系统 第三节 酶联受体介导的信号转导系统 第四节 细胞信号转导的基本特征,第八章 细胞信号转导,细胞生物学教程 (cell biology ),第二节 G-蛋白偶联受体介导的信号转导系统,一、 cAMP信号通路,二、双信号通路（磷脂酰肌醇信号通路）,胞外信号分子与相应受体结合，调节腺苷酸环化酶(AC)活性，通过产生第二信使cAMP，将胞外信号转换为胞内信号，引起细胞反应。,胞外信号分子与相应受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC），使质膜上PIP2水解成IP3和DAG两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号,引起细胞反应。,信号分子受体G蛋白（

2、分子开关）效应物第二信使靶蛋白（酶或离子通道）细胞应答,为什么肌细胞中肾上腺素和胰高血糖素不仅激活了催化糖原裂解的酶，而且还促进细胞利用小分子前体合成葡萄糖?,一、cAMP信号通路,信号终止,信号转导通路,亲水性信号分子G蛋白偶联受体G蛋白ACcAMP,穿核孔转运,快速应答途径,缓慢应答途径,（第二信使的效应物）,（第二信使）,（效应物）,信号转换,快速应答途径,cAMP,（细胞质内途径）,磷酸化级联反应,缓慢应答途径,cAMP,（细胞核内途径）,通过环腺苷磷酸二酯酶将cAMP降解,形成5-AMP；, Gs通过与GS结合的GTP被水解成GDP而自我失活；,通过抑制型的信号作用于Ri, 然后通过

3、Gi起作用。,信号终止,G蛋白功能异常,霍乱:,百日咳:,催化Gi的亚基ADP-核糖基化 使Gi不能活化.,催化Gs的亚基ADP-核糖基化 使Gs持久活化.,G蛋白功能异常导致霍乱,霍乱毒素A亚基穿过细胞膜 催化ADP核糖基不可逆地结合在Gs的 亚基上 亚基丧失GTP酶的活力 G蛋白和 AC被持续激活 cAMP增加，达正常值的100倍以上 引起大量水分和钠离子进人肠腔，造成剧烈的腹泻。,信号的终止,信号转导通路,二、双信号通路,第二信使,第二信使的效应物,信号转换,双信号通路,受钙离子-钙调蛋白（ Ca2+-CaM）复合物调节的酶,钙调蛋白激酶 (CaM-PK),NO合酶,NO合酶的作用机制,

4、Ca2+-钙调蛋白复合物,CaM-PK,(分子记忆物质),蛋白激酶C（ PKC ）激活基因转录的两条途径,激活蛋白激酶的级联反应使基因调控蛋白活化。,抑制蛋白磷酸化而使基因调控蛋白摆脱抑制而活化。,信号的终止,DAG信号的解除,通过去磷酸化形成IP2，或被磷酸化形成IP4, IP3作用的终止,Ca2+信号解除,被DAG磷酸激酶磷酸化为磷脂酸 被DAG酯酶水解成单酰基甘油,（不能被合成，也不能被分解）,Ca2+信号解除,（既不能被合成，也不能被分解）,第三节 酶联受体信号转导系统,几种主要的受体酪氨酸激酶(RTKs),受体酪氨酸激酶信号通道,3.信号的级联放大传递,4.信号终止,1. 受体的激活

5、,2.Ras 蛋白的激活,( RTKs-Ras途径),Ras失活 :GTP酶活化蛋白（GAP）的参与.,激酶失活:特异磷酸酶去除磷酸基团.,EGF受体几个不同的信号传递途径,1. 受体的激活,配体（如生长因子）受体受体二聚化激活RTK 受体的自磷酸化信号蛋白,（1）接头蛋白（adaptor protein ，如生长因子受体结合蛋白2，GRB-2） （2）信号传递相关酶,信号蛋白有两类：,信号蛋白被识别的结构域,（1）SH2结构域（Src Homology 2 结构域）：约100个氨基酸组成，介导信号分子与富含酪氨酸的蛋白分子结合。 （2）SH3结构域（Src Homology 3 结构域）：约

6、50100个氨基酸组成，介导信号分子与富含脯氨酸的蛋白分子结合。,信号蛋白特点,二体型信号分子,2.Ras 蛋白（质膜内侧单体 GTP结合蛋白 ）的激活,活化RTK接头蛋白（如Grb2）GEF（如Sos）Ras（分子开关 ）,Ras蛋白的活性调节,Ras蛋白的活性受鸟苷交换因子(GEF)和GTP酶激活蛋白(GAP)的控制。,GEF激活Ras,而GAP则抑制Ras的活性,3.信号的级联放大传递,RasRaf（MAPKKK）MAPKKMAPK（有丝分裂原活化蛋白激酶）进入细胞核其他激酶或转录因子磷酸化激活靶基因基因表达,受体的激活,受体的激活,Ras 蛋白的激活,Ras 蛋白的激活,信号的级联放大传递,信号的级联放大传递,信号的级联放大传递,一、胞内信号传递的级联反应,一个哺乳动物细胞：约含有100余种蛋白质激酶，人类基因组中有1的基因为蛋白质激酶编码!,信号分子受体, 细胞反应, 细胞反应,第四节 细胞信号转导的基本特征,信号的放大, 受体数量 受体敏感度 激酶的磷酸化与去磷酸化 与GDP或GTP结合的可逆变化 Ca2+的释放与回收 第二信使的合成与降