細胞信號系統(tǒng)

關(guān)于細胞信號系統(tǒng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（singaltransduction）：細胞外信號通過與細胞膜上或細胞內(nèi)的受體特異性結(jié)合，將信號轉(zhuǎn)換后傳給相應(yīng)的胞內(nèi)系統(tǒng)，使細胞對外界信號做出適當?shù)姆磻?yīng)。信號網(wǎng)絡(luò)（singalingnetwork）：細胞內(nèi)存在多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方式和途徑，而且彼此交叉調(diào)控，構(gòu)成復(fù)雜的信號網(wǎng)絡(luò)。第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天FUNCTIONSOFCELLCOMMUNICATION調(diào)節(jié)代謝實現(xiàn)細胞功能調(diào)節(jié)細胞周期控制細胞分化影響細胞存活第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：

第一信使firstmessenger受體recepter;受體將信號轉(zhuǎn)變?yōu)榧毎麅?nèi)信號-第二信使胞內(nèi)信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，最終轉(zhuǎn)化為細胞的各種復(fù)雜的生物學(xué)效應(yīng)。信號分子的失活引起細胞反應(yīng)的終止第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)細胞外信號第一信使:由細胞分泌的、能夠調(diào)節(jié)機體機體功能的一大類生物活性物質(zhì)，是細胞間通訊的信號。主要是蛋白質(zhì)、肽類、氨基酸及其衍生物、類固醇激素、NO等。與細胞膜上或胞內(nèi)特定的受體結(jié)合后，后者將接收到得信息轉(zhuǎn)導(dǎo)給胞漿或細胞核中的功能反應(yīng)體系，從而啟動細胞產(chǎn)生效應(yīng)。第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天細胞外信號分類：根據(jù)信號特點和作用方式激素神經(jīng)遞質(zhì)局部化學(xué)介質(zhì)根據(jù)效應(yīng)：激動劑拮抗劑根據(jù)信號的性質(zhì)水溶性信號脂溶性信號第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)細胞外信號第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)受體受體：一類存在于胞膜或胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì)，可以與細胞外信號分子特異性識別并結(jié)合，進而激活胞內(nèi)一系列生物化學(xué)反應(yīng)，使細胞對外界刺激產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng)。配體：與受體結(jié)合的生物活性物質(zhì)，包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、生長因子、某些藥物等。受體分類膜受體胞內(nèi)受體離子通道型受體G蛋白耦聯(lián)受體具備酶活性的受體胞漿受體核受體I型II型III型第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、離子通道型受體1).I型受體超家族：五個亞基構(gòu)成每個亞基4-5個跨膜域通過胞外區(qū)域與配體結(jié)合第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、配體閘門離子通道受體：存在于細胞膜上，某些神經(jīng)遞質(zhì)的受體，其本身是一種或幾種離子的離子通道為神經(jīng)系統(tǒng)和其它電激發(fā)細胞特有，主要在突觸反應(yīng)中起控制作用反應(yīng)速度快膜受體第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天N型乙酰膽堿受體5個亞單位αβγδ在細胞膜上共同構(gòu)成一個通道；每一個亞單位帶有4個越膜區(qū)域；α亞單位上有乙酰膽堿ACh結(jié)合部位;使終板膜Na+內(nèi)流，少量K+外流，形成終板電位。第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天胞內(nèi)受體:配體：多為脂溶性小分子甾體類激素，還包括甲狀腺素類激素、Vd等作用：轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)蛋白，與DNA分子的激素調(diào)節(jié)元件結(jié)合，促進或抑制基因轉(zhuǎn)錄特點：細胞產(chǎn)生效應(yīng)需要的時間長第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天2、生長因子類受體（酶聯(lián)受體）：存在于細胞膜上，具有酪氨酸激酶（trk）的活性。在參與細胞生長和分化調(diào)控中起作用，產(chǎn)生效應(yīng)過程緩慢。受體酪氨酸激酶receptorTyrosineKinase,receptortrK（RPTK）酶蛋白以跨膜結(jié)構(gòu)形式存在于細胞膜上;胞外的部分是配體結(jié)合區(qū)，起受體的作用；細胞質(zhì)一側(cè)的部分稱為激酶活性區(qū)，具有酪氨酸激酶的活性第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3.酪氨酸蛋白激酶受體：一條單次跨膜的多肽鏈配體結(jié)合區(qū)域為胞外區(qū)胞內(nèi)區(qū)具有酪氨酸激酶活性往往通過配體介導(dǎo)受體二聚化，相互激活激活具有SH2結(jié)構(gòu)域的蛋白并使之激活，傳遞信號主要介導(dǎo)細胞生長和分化，產(chǎn)生效應(yīng)過程較慢第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天3、G蛋白耦聯(lián)的受體（G蛋白-鳥苷酸結(jié)合蛋白（guaninenucleotide－bindingprotein）存在于細胞膜上，神經(jīng)遞質(zhì)、激素、肽類和胺類的受體，與G蛋白耦聯(lián)。結(jié)構(gòu)：由一條多肽鏈組成，其中帶有7個疏水越膜區(qū)域氨基末端朝向細胞外，羧基末端則朝向細胞內(nèi)基質(zhì)氨基末端有糖基化的位點，羧基末端有兩個在蛋白激酶催化下發(fā)生磷酸化的位點，與受體活性調(diào)控有關(guān)。特點：轉(zhuǎn)導(dǎo)過程較慢，敏感、靈活、類型多樣第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天（Gliman和Rodbell，1994對G蛋白研究獲諾貝爾獎）。

G蛋白是一種分子量約10萬的可溶性膜蛋白，由αβγ3個不同的亞單位構(gòu)成異聚體;具有結(jié)合GTP或GDP的能力和GTPase的活性；調(diào)節(jié)功能和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，故稱為結(jié)合鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白（或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白）?？煞譃椋?/p>

Gs：刺激性G蛋白；Rs

Gi：抑制性G蛋白；Ri

Gt：與激活磷酯酶C的受體偶聯(lián)；

Go：與控制Ca2+通道的受體偶聯(lián)；

Gp：與激活磷酸二酯酶的受體偶聯(lián)；第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天糖基化位點磷酸化位點第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天G蛋白的作用機制：靜息狀態(tài)下，G蛋白（細胞膜上）與GDP結(jié)合，與受體分離→配體與相應(yīng)的受體結(jié)合時，受體蛋白構(gòu)象改變→與G蛋白α亞單位接觸→α亞單位與GTP結(jié)合→α亞單位的構(gòu)象改變，與βγ亞單位相分離→結(jié)合GTP的α亞單位從受體上分離并游離（調(diào)節(jié)細胞內(nèi)的效應(yīng)蛋白的生物學(xué)活性，實現(xiàn)細胞內(nèi)外的信號傳遞）→α亞單位分解GTP→α亞單位構(gòu)象改變，與效應(yīng)蛋白脫離，與βγ亞單位結(jié)合為靜息狀態(tài)的G蛋白。第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天GTPGDP第二節(jié)受體G蛋白：LigandabgACPLC第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天二、受體作用的特點：1.能選擇性地與特定配體結(jié)合2.具備強的親和力3.受體-配體結(jié)合具有可飽和性4.受體-配體結(jié)合具有可逆性5.受體-配體結(jié)合可以通過磷酸化與去磷酸化進行調(diào)節(jié)第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)細胞內(nèi)信使細胞內(nèi)信使：受體激活后在細胞內(nèi)產(chǎn)生的、能介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的活性物質(zhì)，又稱第二信使（sencondmessenger）。cAMP，cGMP，DAG,IP3,Ca2+第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天一、cAMP信使體系腺苷酸環(huán)化酶與cAMP腺苷酸環(huán)化酶adenylatecyclase,AC；G蛋白的效應(yīng)蛋白之一，是cAMP信號傳遞系統(tǒng)的關(guān)鍵酶；AC可催化ATP分解形成cAMP－－第二信使。第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)細胞內(nèi)信使G-proteinACcAMPPKA第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天

AC催化ATP--cAMP

→cAMP活化PKA→PKA磷酸化CREB→CREB結(jié)合相關(guān)基因的CRE區(qū)→在其他特異性轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控下，啟動基因的表達，產(chǎn)生各種生物學(xué)效應(yīng)。PKA---cAMP依賴性蛋白激酶(cAMP-dependentproteinkinase)CREB---反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMPresponsiveelement-bindingprotein)---轉(zhuǎn)錄因子基因的CRE區(qū)---序列為TGACGTCA第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天cAMP依賴性蛋白激酶（cAMP-dependentproteinkinaseA，PKA）第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天cAMP信號途徑可表示為：激素→G蛋白耦聯(lián)受體→G蛋白→腺苷酸環(huán)化酶cAMP→PKA→基因調(diào)控蛋白磷酸化→基因轉(zhuǎn)錄。第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天三、二脂酰甘油/三磷酸肌醇信使體系第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天四、鈣離子/鈣調(diào)蛋白信使體系第32頁,共36頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與蛋白激酶第33頁,共36頁，2024年2月25日，星期天級聯(lián)反應(yīng)（cascadereaction）：信號傳導(dǎo)通路中，催化某一步反應(yīng)的蛋白質(zhì)由上一步反應(yīng)的產(chǎn)物激活或抑制（即通過磷酸化獲取磷酸，這樣的過程叫級聯(lián)反應(yīng)