細(xì)胞生物學(xué)中文課件

1、1細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的特點(diǎn)兩個(gè)基本概念信號傳導(dǎo)（Cell signaling） cell signaling conveys the concept that a cell responds to a stimulus from its environment by relaying information to its internal compartment. 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（Signal transduction） signal transduction, which indicates that the stimulus received by the cell-surface receptor

2、is different from the signal released to the cell interior.2 特點(diǎn) 信號轉(zhuǎn)換 逐級放大 通過構(gòu)像的改變 在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中，上游蛋白對下 游蛋白活性的改變主要是通過添加 或除去磷酸集團(tuán)進(jìn)行的。3信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與蛋白質(zhì)活性45.2 Signal molecules 5.2.1 信號分子及類型 概念 化學(xué)分子 非營養(yǎng)物 非能源物質(zhì) 非結(jié)構(gòu)物質(zhì) 不是酶 主要是用來在細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)傳遞信息 5信號分子與細(xì)胞通訊？6信號分子的類型激素與內(nèi)分泌信號局部化學(xué)介質(zhì)與旁分泌(paracrine)細(xì)胞分泌化學(xué)介質(zhì)(local chemical mediator)

3、到細(xì)胞外液中作用于鄰近靶細(xì)胞7 自分泌(autocrine) 是指細(xì)胞對自身產(chǎn)生的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng), 常見于病理?xiàng)l件下, 如肝細(xì)胞合成的釋放生長因子, 可以刺激自身, 導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞增生, 失去控制。這種信號中最主要的一類是前列腺素(prostaglandins,PG)。8神經(jīng)遞質(zhì) (neurotransmitters) 神經(jīng)遞質(zhì)是由神經(jīng)細(xì)胞分泌到觸突(synapses)中的信號分子 它們在進(jìn)入靶細(xì)胞之前，觸突必需同靶細(xì)胞挨得很近很近為了引起鄰近靶細(xì)胞的反應(yīng)，還必需產(chǎn)生電信號。神經(jīng)遞質(zhì)僅作用于相連接的靶細(xì)胞。9信號分子的類型105.2.2 信號分子的特點(diǎn)及性質(zhì)信號分子受體存在部位細(xì)胞表面（表面受體）

4、細(xì)胞內(nèi)（細(xì)胞內(nèi)受體）11Cell-Surface Receptors & Intracellur Receptors12NO:氣體信號分子 一氧化氮是可溶性的氣體，產(chǎn)自精氨酸，在一些組織中作為局部介質(zhì)起作用。NO能夠引起血管壁的平滑肌細(xì)胞松弛。13 NO很容易從制造的細(xì)胞中擴(kuò)散出來并且進(jìn)入到鄰近的細(xì)胞。由于NO的半衰期很短(5-10秒鐘)，所以它只能作用于相鄰細(xì)胞。NO作用的靶酶是鳥苷環(huán)化酶，使GTP轉(zhuǎn)變成cGMP。14一氧化氮的信號作用15新千年的諾貝爾獎16 第二信息(second messenger) 大多數(shù)激素類信號分子不能直接進(jìn)入細(xì)胞，只能通過同膜受體結(jié)合后進(jìn)行信息轉(zhuǎn)換，通常把細(xì)胞外

5、的信號稱為第一信息使，而把細(xì)胞內(nèi)最早產(chǎn)生的信號物質(zhì)稱為第二信息。 17第二信息18 第二信息特征: 是第一信息同其膜受體結(jié)合后最早在細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)或胞漿中出現(xiàn)，僅在細(xì)胞內(nèi)部起作用的信息分子；能啟動或調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)稍晚出現(xiàn)的反應(yīng)。 目前公認(rèn)的第二信息有cAMP、DAG、IP3、cGMP和Ca2+。19 效應(yīng)物(effector)接收信息后能夠直接引起反應(yīng)效應(yīng)的物質(zhì)，通常是酶； 如腺苷酸環(huán)化酶在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中能夠?qū)TP轉(zhuǎn)變成cAMP引起細(xì)胞內(nèi)的反應(yīng)。20cAMP的產(chǎn)生215.3 受體 5.3.1一般特性概念：存在部位： 膜受體 胞內(nèi)受體膜受體的主要功能是:225.3.2 細(xì)胞表面受體主要類型離子通道偶聯(lián)受體

6、(ion-channel linked receptor)；G-蛋白偶聯(lián)受體(G-protein linked receptor)；酶聯(lián)受體(enzyme-linked receptor)。23離子通道偶聯(lián)受體:乙酰膽堿受體與信號傳遞24G蛋白偶聯(lián)受體與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)25G-蛋白:組成: 一般由三個(gè)亞基組成, 分別叫、, 、兩亞基通常緊密結(jié)合在一起, 只有在蛋白變性時(shí)才分開。功能位點(diǎn): 亞基具有三個(gè)功能位點(diǎn)：GTP結(jié)合位點(diǎn); 鳥苷三磷酸水解酶(GTPase)活性; ADP-核糖化位點(diǎn)。26酶聯(lián)受體(enzyme linked receptor)受體蛋白既是受體又是酶，一旦被配體激活即具有酶活性并將信

7、號放大，又稱催化受體(catalytic receptor)。這類受體傳導(dǎo)的信號主要與細(xì)胞生長、分裂有關(guān)。275.3.3 表面受體信號傳遞的特點(diǎn)信號識別與轉(zhuǎn)換：膜機(jī)器鑒別器(discriminator): 又稱分辨部, 即識別部位或調(diào)節(jié)亞單位。轉(zhuǎn)換器(transducer): 又稱傳導(dǎo)部, 將分辨部接受的信號轉(zhuǎn)換為蛋白質(zhì)構(gòu)型的變化, 傳給效應(yīng)部。效應(yīng)器(effector) 又稱催化部, 是朝向細(xì)胞質(zhì)的部分。一般具有酶的活性, 如腺苷酸環(huán)化酶、鳥苷酸環(huán)化酶等。28信號級聯(lián)反應(yīng)（Signaling cascade）295.3.4 受體與信號分子 相互作用特點(diǎn)表面受體跨膜方式 單次跨膜受體家族: 7

8、次跨膜家族： 多亞單位跨膜家族:30不同的跨膜受體31受體的作用特性專一性高親和力 受體與配體結(jié)合的能力稱為親和力。 飽和性 即有限的結(jié)合能力。 可逆性 配體與受體的結(jié)合是可逆的。 特定的組織定位 受體在體內(nèi)的分布、種類和數(shù)量均隨組 織的不同而不同。325.4 cAMP 信號途徑cAMP信號途徑又稱PKA系統(tǒng)，是蛋白激酶A系統(tǒng)的簡稱(protein kinase A system, PKA)；該系統(tǒng)屬G蛋白偶聯(lián)受體信號傳導(dǎo)；在該系統(tǒng)中, 細(xì)胞外信號要被轉(zhuǎn)換成第二信息cAMP引起細(xì)胞反應(yīng)。33 激活型 由激活型的信號作用于激活型的受體，經(jīng)激活型的G蛋白去激活腺苷酸環(huán)化酶，從而提高cAMP的濃度引起細(xì)胞的反應(yīng)。抑制型 通過抑制型的信號分子作用于抑制型的受體，經(jīng)抑制型的G蛋白去抑制腺苷酸環(huán)化酶的活性。345.4.1 系統(tǒng)組成激活型的系統(tǒng)組成激活型受體(Stimulate Receptor, Rs)腎上腺素(型)受體, 胰高血糖素受體等此類受體都是7次跨膜的膜整合蛋白。激活型的G-蛋白 將受體接收的信號傳遞給腺苷酸環(huán)化酶，使該酶激活。 效應(yīng)物 腺苷酸環(huán)化酶 C35