信息物質(zhì)受體信號(hào)傳導(dǎo)

關(guān)于信息物質(zhì)受體信號(hào)傳導(dǎo)第1頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三細(xì)胞通訊（cellcommunication）是體內(nèi)一部分細(xì)胞發(fā)出信號(hào)，另一部分細(xì)胞（targetcell）接收信號(hào)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞功能變化的過程。細(xì)胞針對(duì)外源信息所發(fā)生的細(xì)胞內(nèi)生物化學(xué)變化及效應(yīng)的全過程稱為信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）。

第2頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三細(xì)胞應(yīng)答反應(yīng)細(xì)胞外信號(hào)受體細(xì)胞內(nèi)多種分子的濃度、活性、位置變化細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的基本路線第3頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、細(xì)胞外化學(xué)信號(hào)有可溶性和膜結(jié)合型兩種形式生物體可感受任何物理、化學(xué)和生物學(xué)刺激信號(hào)，但最終通過換能途徑將各類信號(hào)轉(zhuǎn)換為細(xì)胞可直接感受的化學(xué)信號(hào)（chemicalsignaling）?；瘜W(xué)信號(hào)可以是可溶性的，也可以是膜結(jié)合形式的。第4頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三單細(xì)胞生物

——直接作出反應(yīng)多細(xì)胞生物

——通過細(xì)胞間復(fù)雜的信號(hào)傳遞系統(tǒng)來傳遞信息，從而調(diào)控機(jī)體活動(dòng)。外界環(huán)境變化時(shí)（一）化學(xué)信號(hào)通訊存在從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的進(jìn)化過程第5頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三多細(xì)胞生物細(xì)胞間的聯(lián)系

細(xì)胞與細(xì)胞的直接聯(lián)系：物質(zhì)直接交換，或者是通過細(xì)胞表面分子相互作用實(shí)現(xiàn)信息交流。激素調(diào)節(jié)：適應(yīng)遠(yuǎn)距離細(xì)胞之間的功能協(xié)調(diào)的信號(hào)系統(tǒng)。第6頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（二）可溶性分子信號(hào)作用距離不等多細(xì)胞生物與鄰近細(xì)胞或相對(duì)較遠(yuǎn)距離的細(xì)胞之間的信息交流主要是由細(xì)胞分泌的可溶性化學(xué)物質(zhì)（蛋白質(zhì)或小分子有機(jī)化合物）完成的。它們作用于周圍的或相距較遠(yuǎn)的同類或他類細(xì)胞（靶細(xì)胞），調(diào)節(jié)其功能。這種通訊方式稱為化學(xué)通訊。第7頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三根據(jù)體內(nèi)化學(xué)信號(hào)分子作用距離，可以將其分為三類：①作用距離最遠(yuǎn)的內(nèi)分泌（endocrine）系統(tǒng)化學(xué)信號(hào)，稱為激素；②屬于旁分泌（paracrine）系統(tǒng)的細(xì)胞因子，主要作用于周圍細(xì)胞；有些作用于自身，稱為自分泌（autocrine）。③作用距離最短的是神經(jīng)元突觸內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)（neurotransmitter）。第8頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三突觸分泌內(nèi)分泌自分泌及旁分泌化學(xué)信號(hào)的名稱神經(jīng)遞質(zhì)激素細(xì)胞因子作用距離nmmm受體位置膜受體膜或胞內(nèi)受體膜受體舉例乙酰膽堿谷氨酸胰島素生長(zhǎng)激素表皮生長(zhǎng)因子神經(jīng)生長(zhǎng)因子化學(xué)信號(hào)的分類第9頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三第10頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（一）神經(jīng)遞質(zhì)又稱突觸分泌信號(hào)(synapticsignal)特點(diǎn)由神經(jīng)元細(xì)胞分泌；通過突觸間隙到達(dá)下一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞；作用時(shí)間較短。例如：

乙酰膽堿、去甲腎上腺素等第11頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（二）內(nèi)分泌激素又稱內(nèi)分泌信號(hào)(endocrinesignal)特點(diǎn)由特殊分化的內(nèi)分泌細(xì)胞分泌；通過血液循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞；大多數(shù)作用時(shí)間較長(zhǎng)。例如胰島素、甲狀腺素、腎上腺素等第12頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三第13頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三按內(nèi)分泌激素的化學(xué)組成分為含氮激素如腎上腺素、甲狀腺素、促甲狀腺激素、胰高血糖素、胰島素、生長(zhǎng)激素等類固醇激素如性激素、皮質(zhì)醇、醛固酮等按激素受體的分布部位：胞內(nèi)受體激素:

甲狀腺素、類固醇激素胞膜受體激素:

除甲狀腺素外其他的含氮激素

第14頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（三）旁分泌信號(hào)特點(diǎn)由體內(nèi)某些細(xì)胞分泌；不進(jìn)入血循環(huán)，通過擴(kuò)散作用到達(dá)附近的靶細(xì)胞；一般作用時(shí)間較短（生長(zhǎng)因子除外）。例如生長(zhǎng)因子、花生四烯酸及其衍生物（如前列腺素、白三烯和血栓素）、組胺等。第15頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三有些細(xì)胞間信息物質(zhì)能對(duì)同種細(xì)胞或分泌細(xì)胞自身起調(diào)節(jié)作用，稱為自分泌信號(hào)(autocrinesignal)有些細(xì)胞間信息物質(zhì)可在不同的個(gè)體間傳遞信息，如昆蟲的性激素。第16頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（四）氣體信號(hào)

例如*NO合酶（NOS）通過氧化L-精氨酸的胍基而產(chǎn)生NO*血紅素單加氧酶氧化血紅素產(chǎn)生的CO

第17頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三無論是激素還是細(xì)胞因子，在高等動(dòng)物體內(nèi)的作用方式都具有網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)特點(diǎn)。一種細(xì)胞因子或激素的作用始終會(huì)受到其他細(xì)胞因子或激素的影響，或抑制，或促進(jìn)。發(fā)出信號(hào)的細(xì)胞隨時(shí)又受到其他細(xì)胞信號(hào)的調(diào)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)使得機(jī)體內(nèi)的細(xì)胞因子或激素的作用都具有一定程度的冗余和代償性，單一缺陷不會(huì)導(dǎo)致對(duì)機(jī)體的嚴(yán)重?fù)p害。

第18頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（三）細(xì)胞表面分子也是重要的細(xì)胞外信號(hào)細(xì)胞通過細(xì)胞膜表面的蛋白質(zhì)、糖蛋白、蛋白聚糖與相鄰細(xì)胞的膜表面分子特異性地識(shí)別和相互作用，達(dá)到功能上的相互協(xié)調(diào)。這種細(xì)胞通訊方式稱為膜表面分子接觸通訊，也是一種細(xì)胞間直接通訊。

細(xì)胞與細(xì)胞直接相互作用也屬于細(xì)胞外信號(hào)。第19頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三屬于這一類通訊的有：相鄰細(xì)胞間粘附因子的相互作用、T淋巴細(xì)胞與靶細(xì)胞表面分子的相互作用等。

第20頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)定義細(xì)胞內(nèi)信息物質(zhì)(intracellularsignalmolecules)

第一信號(hào)傳導(dǎo)到細(xì)胞，刺激細(xì)胞所產(chǎn)生的傳遞細(xì)胞調(diào)控信號(hào)的化學(xué)物質(zhì)。第21頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三化學(xué)性質(zhì)無機(jī)離子：如Ca2+

脂類衍生物：如DAG、Cer糖類衍生物：如IP3核苷酸：如cAMP、cGMP信號(hào)蛋白分子：如Ras第22頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三※第三信使(thirdmessenger)

負(fù)責(zé)細(xì)胞核內(nèi)外信息傳遞的物質(zhì)，又稱為DNA結(jié)合蛋白，是一類可與靶基因特異序列結(jié)合的核蛋白，能調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。如立早基因（多數(shù)為原癌基因，如c-fos、c-jun）的編碼蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)傳遞信息的小分子物質(zhì)，如：Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花生四烯酸及其代謝產(chǎn)物等?！诙攀?secondarymessenger)第23頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三第二節(jié)

受體Receptor第24頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子則稱配體(ligand)。受體的定義是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能特異識(shí)別并結(jié)合生物活性分子的成分，它能把識(shí)別和接受的信號(hào)正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)而引起生物學(xué)效應(yīng)。一般是蛋白質(zhì)，個(gè)別是糖脂。

第25頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三一、受體的分類、一般結(jié)構(gòu)與功能膜受體胞內(nèi)受體第26頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三親脂性信號(hào)分子通過胞內(nèi)受體調(diào)節(jié)基因表達(dá)親水性信號(hào)分子通過膜表面受體傳遞信號(hào)信號(hào)傳遞如蛋白質(zhì)、肽類、氨基酸及其衍生物如類固醇激素第27頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三根據(jù)細(xì)胞定位存在于細(xì)胞質(zhì)膜上的受體，絕大部分是鑲嵌糖蛋白。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信號(hào)的方式又分為三大類：離子通道受體，G蛋白偶聯(lián)受體和單跨膜受體。（一）膜受體(membranereceptor)第28頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、離子通道受體2、G蛋白偶聯(lián)受體3、單跨膜受體第29頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三2.G蛋白偶聯(lián)受體(G-proteincoupledreceptors,GPCRs)

又稱七次跨膜螺旋受體/蛇型受體(serpentinereceptor)

G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)矩型代表-螺旋，N端被糖基化，C端的半胱氨酸被棕櫚?；５?0頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三※G蛋白(guanylatebindingprotein)是一類和GTP或GDP相結(jié)合、位于細(xì)胞膜胞液面的外周蛋白，由、、

三個(gè)亞基組成。有兩種構(gòu)象：非活化型；活化型第31頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三RＲHACγαβGDPβγ腺苷酸環(huán)化酶ACATPcAMPGTPαGTP第32頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三第33頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三信息傳遞過程中的Ｇ蛋白第34頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三第35頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三第36頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三

此類受體的信息傳遞可歸納為激素受體Ｇ蛋白酶第二信使蛋白激酶酶或其他功能蛋白生物學(xué)效應(yīng)第37頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三3.單個(gè)跨膜螺旋受體第38頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（二）胞內(nèi)受體(intracellularreceptor)

位于細(xì)胞漿和細(xì)胞核中的受體，多為DNA結(jié)合蛋白（反式作用因子）。第39頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三⑴受體的結(jié)構(gòu)高度可變區(qū)位于N端，具有轉(zhuǎn)錄激活功能DNA結(jié)合區(qū)含有鋅指結(jié)構(gòu)，結(jié)合DNA激素結(jié)合區(qū)位于C端，結(jié)合激素、熱休克蛋白，使受體二聚化，激活轉(zhuǎn)錄鉸鏈區(qū)受體二聚化發(fā)生的部位第40頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三⑵相關(guān)配體類固醇激素、甲狀腺素和維甲酸等⑶功能多為反式作用因子，當(dāng)與相應(yīng)配體結(jié)合后，能與DNA的順式作用元件結(jié)合，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。第41頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三二、受體作用的特點(diǎn)高度專一性高度親和力可飽和性特定的作用模式配體濃度受體飽和度（％）配體－受體結(jié)合曲線可逆性第42頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三第三節(jié)膜受體激素信號(hào)傳導(dǎo)第43頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三

一、膜受體介導(dǎo)的信息傳遞cAMP-蛋白激酶途徑–Ca2+-依賴性蛋白激酶途徑cGMP-蛋白激酶途徑酪氨酸蛋白激酶途徑核因子途徑TGF-β途徑

第44頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三（一）cAMP-蛋白激酶Ａ途徑組成胞外信息分子，受體，G蛋白，腺苷酸環(huán)化酶(adenylatecyclase，AC)，cAMP，蛋白激酶A(proteinkinaseA，PKA)第45頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三1.cAMP的合成與分解PPiATPACMg2+cAMP5’-AMP

磷酸二酯酶H2OMg2+第46頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)腺苷酸環(huán)化酶(adenylatecyclase,AC)第47頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三2．cAMP激活PKA的作用機(jī)理R調(diào)節(jié)亞基C催化亞基第48頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三cAMP-dependentproteinkinase，PKA蛋白激酶ARRR：調(diào)節(jié)亞基C：催化亞基cAMPＣＣ第49頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三3．PKA（蛋白激酶）的作用⑴對(duì)代謝的調(diào)節(jié)作用通過對(duì)效應(yīng)蛋白的磷酸化作用，實(shí)現(xiàn)其調(diào)節(jié)功能。不同細(xì)胞對(duì)cAMP信號(hào)途徑的反應(yīng)速度不同，在肌肉細(xì)胞1秒鐘之內(nèi)可啟動(dòng)糖原降解為1-磷酸-葡萄糖，而抑制糖原的合成。第50頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三

磷酸化酶激酶ｂ磷酸化酶激酶ａATP磷酸化酶ｂ磷酸化酶ａATPPKA抑制物Ｉa抑制物Ｉb

ATP胰高血糖素對(duì)糖原代謝的影響胰高血糖素＋受體胰高血糖素·受體復(fù)合物激活Ｇ蛋白激活A(yù)CATPcAMPPKA

糖原合酶a糖原合酶bATPPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶PiPi磷蛋白磷酸酶PKA第51頁(yè)，講稿共58頁(yè)，2023年5月2日，星期三受cAMP調(diào)控的基因中，在其轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，稱為cAMP應(yīng)答元件(cAMPresponsiveelement,CRE)。cAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白

(cAMPresponsiveelementbindingprotein,CREB)可與之相互作用而調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。(2)對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用激活的