第三章細(xì)胞概述南方醫(yī)科大學(xué)精品課程導(dǎo)航ppt課件.ppt

第十三章細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 細(xì)胞通訊 cellcommunication 一個細(xì)胞發(fā)出的信息通過介質(zhì)傳遞到另一個細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)反應(yīng)的過程 細(xì)胞通訊的三種方式及其反應(yīng) 1 信號分子 2 細(xì)胞表面分子粘著或連接 3細(xì)胞外基質(zhì) 一 概論 信號分子介導(dǎo)的細(xì)胞通訊 由細(xì)胞分泌的各種能夠調(diào)節(jié)機(jī)體功能的生理活性物質(zhì)是一類重要的信號分子 它們通過與細(xì)胞膜上或胞內(nèi)受體 recetpor 特異性結(jié)合 將信號轉(zhuǎn)換后傳給相應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)反應(yīng)系統(tǒng) 使細(xì)胞對外界信號做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng) 信號轉(zhuǎn)導(dǎo) signaltransduction 信號傳導(dǎo)強(qiáng)調(diào)信號的產(chǎn)生 分泌與傳送 即信號分子從合成的細(xì)胞中釋放出來 然后進(jìn)行傳遞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)強(qiáng)調(diào)信號的接收與接收后信號轉(zhuǎn)換的方式 途徑 和結(jié)果 包括配體與受體結(jié)合 第二信使的產(chǎn)生及其后的級聯(lián)反應(yīng)等 即信號的識別 轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)換 信號轉(zhuǎn)導(dǎo) signaltransduction 與信號傳導(dǎo) cellsignalling 第十三章細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 第一節(jié)信號以及細(xì)胞傳遞信號的要素第二節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的特征 略 第三節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系 自學(xué) 第一節(jié)信號及細(xì)胞傳遞信號的要素 作用于細(xì)胞的信號構(gòu)成信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的要素受體G蛋白細(xì)胞內(nèi)第二信使蛋白質(zhì)激酶 一 作用于細(xì)胞的信號 包括物理 化學(xué)及生物信號最廣泛的為化學(xué)信號 分為 1 內(nèi)分泌系統(tǒng)的激素 endocrine 特點(diǎn) 低濃度 長時效 全身性2 神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)遞質(zhì)突觸 突觸受體3 旁分泌 paracrine 系統(tǒng)或自分泌 autocrine 系統(tǒng)的生長因子或細(xì)胞因子 三類信號分子及其信號傳導(dǎo)方式 信號分子舉例 二 構(gòu)成信號系統(tǒng)的要素 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑包括 將外部信號轉(zhuǎn)換成內(nèi)部信號途徑 內(nèi)部信號經(jīng)一定途徑 有多種信號途徑綜合形成網(wǎng)絡(luò)并可級聯(lián)放大 引起應(yīng)答 包括受體 G蛋白 細(xì)胞內(nèi)第二信使 蛋白質(zhì)激酶等 兩類信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 1 通過G蛋白2 受體具有酶活性 第二信使的產(chǎn)生與作用 蛋白激酶和蛋白質(zhì)磷酸酶構(gòu)成的細(xì)胞內(nèi)信號途徑 蛋白質(zhì)磷酸化與去磷酸化為基本途徑 細(xì)胞對外部信號的應(yīng)答是信號的不同組合產(chǎn)生的綜合性反應(yīng) 細(xì)胞內(nèi)信號的級聯(lián)放大作用 二 構(gòu)成信號系統(tǒng)的要素 1 受體 receptor 一類存在于細(xì)胞膜或細(xì)胞內(nèi)的特殊蛋白質(zhì) 能特異性識別細(xì)胞外生物活性物質(zhì)并與之結(jié)合 激活細(xì)胞內(nèi)一系列的生物化學(xué)反應(yīng) 進(jìn)而使細(xì)胞對外界刺激產(chǎn)生相應(yīng)的效應(yīng) 與受體結(jié)合的生物活性物質(zhì)統(tǒng)稱為配體 ligand 受體分為 膜受體與細(xì)胞內(nèi)受體 膜受體與細(xì)胞內(nèi)受體 三種類型的膜受體 細(xì)胞表面受體 離子通道關(guān)聯(lián)受體 G蛋白關(guān)聯(lián)受體 無酪氨酸激酶活性的酶聯(lián)受體 有細(xì)胞內(nèi)催化結(jié)構(gòu)域的酶聯(lián)受體 細(xì)胞內(nèi)受體 受體作用的特點(diǎn)A受體分子的立體構(gòu)型決定受體的特異性B配體具備高度親和力C受體被配體完全結(jié)合后呈現(xiàn)可飽和性D受體與配體的結(jié)合及解離在可逆的動態(tài)平衡中E調(diào)節(jié)性基于受體的磷酸化與非磷酸 膜受體與細(xì)胞識別概念 細(xì)胞識別指細(xì)胞對同種或異種細(xì)胞 同源或異源細(xì)胞以及對自己和異己物質(zhì)分子的認(rèn)識和鑒別 某些細(xì)胞識別現(xiàn)象 1907年H V Wilson紅色 黃色海綿實(shí)驗(yàn) 巨噬細(xì)胞 中性粒細(xì)胞吞噬病菌 受精過程精卵識別 機(jī)制 膜糖蛋白 凝集素 應(yīng)用抗體研究細(xì)胞識別 海綿細(xì)胞聚集的機(jī)制 中性粒細(xì)胞表面糖蛋白與細(xì)胞識別 細(xì)胞識別的幾種方式 2 G蛋白 全稱鳥苷酸結(jié)合蛋白 guaninenucleotide bindingprotein 特點(diǎn) 由a b g亞基組成的異聚體 具有GTP酶 GTPase 的活性 能結(jié)合GTP或GDP 其本身的構(gòu)象改變可活化效應(yīng)蛋白 分類 刺激性G蛋白Gs 抑制性G蛋白Gi AlfredG Gilman MartinRodbell 1994年醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎獲得者 G蛋白偶聯(lián)系統(tǒng) 膜結(jié)合機(jī)器 表面受體 七次跨膜 G蛋白和效應(yīng)物 受體 G蛋白 效應(yīng)蛋白和細(xì)胞效應(yīng) G蛋白作用機(jī)制 G蛋白作用機(jī)制 某些G蛋白的功能效應(yīng)物G蛋白作用腺苷酸環(huán)化酶Gs激活酶活性Gi抑制酶活性K 離子通道Gi打開離子通道磷脂酶CGp激活酶活性cGMP磷酸二脂酶Gt激活酶活性 3 細(xì)胞內(nèi)第二信使 第二信使 secondmessenger 指受體被激活后在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的 能介導(dǎo)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的活性物質(zhì) 包括 3 5 環(huán)腺苷酸 cAMP 3 5 環(huán)鳥苷酸 cGMP 鈣離子 DAG IP3及一氧化氮 NO 活性氧 reactiveoxygenspecies ROS 等 sutherland 發(fā)現(xiàn)第二信使而獲得1971諾貝爾獎 1 cAMP G蛋白作用于腺苷酸環(huán)化酶AC 腺苷酸環(huán)化酶AC催化ATP生成第二信使cAMP cAMP激活蛋白激酶A 蛋白質(zhì)磷酸與去磷酸化在激素應(yīng)答中的作用 EdwinG Krebs EdmondH Fischer 1992年醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎獲得者發(fā)現(xiàn)可逆性蛋白磷酸化 cAMP作用的靶分子 cAMP PKA通路調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄 cAMP與蛋白激酶對細(xì)胞活性的影響 cAMP信號的終止 cAMP磷酸二酯酶 PDE cAMP信號傳遞模型 2 鈣離子 細(xì)胞中鈣濃度的調(diào)節(jié) 鈣 鈣調(diào)蛋白 calmodulin CaM 復(fù)合體的分子結(jié)構(gòu)及對酶的調(diào)節(jié) CaM 蛋白激酶II的激活 鈣信號的消除 3 cGMP 兩種鳥苷酸環(huán)化酶 mGC sGC 鳥苷酸環(huán)化酶GC及其配體 cGMP作用的的靶分子 4 DAG與IP3 磷脂酰肌醇信號通路 磷脂酶C 催化PIP2水解生成DAG和IP3 蛋白激酶C的激活過程及將要引起的應(yīng)答 蛋白激酶C激活特定基因的兩種途徑 5 NONO合酶催化NO形成 NO與cGMP信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 4 蛋白質(zhì)激酶 蛋白質(zhì)激酶是一類磷酸轉(zhuǎn)移酶 其作用是將ATP的g磷酸基轉(zhuǎn)移到它們的底物上特定氨基酸殘基上去 分為 蛋白質(zhì)酪氨酸激酶 tyrosineprotein specifickinase PTK 又可分為受體酪氨酸激酶 receptortyrosinekinase RTK 與非受體酪氨酸激酶蛋白質(zhì)絲氨酸 蘇氨酸激酶其他激酶 PLC 磷脂酰肌醇 3激酶 phosphoinositide 3 kinase PI3 K 1 受體酪氨酸激酶幾種主要的酪氨酸激酶受體 受體酪氨酸激酶激活后形成胞內(nèi)信號傳遞復(fù)合物 2 非受體酪氨酸激酶有SRC Tec Csk Fes Abl Syk ZAP 70 Fak和JAK等亞類 有SH2和SH3等同源結(jié)構(gòu)域 常與一些非催化型受體偶聯(lián) 在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中發(fā)揮作用 干擾素誘導(dǎo)JAK STAT復(fù)合體及調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄機(jī)制 3 絲 蘇氨酸激酶通過變構(gòu)而激活蛋白 催化底物蛋白絲 蘇氨酸殘基磷酸化 PKA 蛋白激酶B proteinkinaseB PKB PKC PKG CaMK和絲裂原激的蛋白激酶 mitogen activatedproteinkianse MAPK Raf 1等均屬此類 生長因子介導(dǎo)的信號途徑中 有多種酪氨酸激酶 接頭蛋白及絲 蘇氨酸激酶通過級聯(lián)反應(yīng)進(jìn)行信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 第二節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的特征 信號分子存在的暫時性信號分子活性的可逆性變化蛋白質(zhì)的磷酸化與去磷酸化是信號分子激活的共同機(jī)制二聚作用是調(diào)節(jié)信號通路的一個重要機(jī)制信號通路的連貫性與放大作用信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的專一性與通用性多途徑 多層次的細(xì)胞信號傳遞通路具有收斂或發(fā)散 的特點(diǎn) 網(wǎng)絡(luò)化 cAMP信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的放大作用 來自G蛋白偶聯(lián)受體 整聯(lián)蛋白和RTK所轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號都收斂到Ras蛋白 兩類受體所介導(dǎo)的信號通路形成的信號網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 該系統(tǒng)包含了信號通路的收斂 發(fā)散與交談 兩個主要信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑間的信息交談 crosstalk 來自于EGF受體的信號能夠分成幾個不同的途徑進(jìn)行傳遞 四條平行的胞內(nèi)信號通路與它們之間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系 練習(xí) 判斷1 激素作為信號分子 只作用于膜受體 2 Cellsignalling 與 Signaltransduction 在意義上是相同的3 細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是細(xì)胞接收信號 并對信號作出綜合性反應(yīng)的過程 它的復(fù)雜性表現(xiàn)在細(xì)胞外信號的多樣性和細(xì)胞內(nèi)各信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的整合4 親脂性信號分子的受體通常位于細(xì)胞核內(nèi) 5 胞內(nèi)受體一般處于受抑制狀態(tài) 細(xì)胞內(nèi)信號的作用是解除抑制6 Ca2 激酶同PKA PKC 酪氨酸蛋白激酶一樣 都是使靶蛋白的絲氨酸和蘇氨酸磷酸化 7 cAMP cGMP DG IP3都是細(xì)胞內(nèi)第二信使 它們的產(chǎn)生都同G蛋白有關(guān) 8 通常將受體上同信號分子結(jié)合的部位稱作效應(yīng)器 選擇 1 乙酰膽堿受體屬于 系統(tǒng) a 酶聯(lián)受體b 酶聯(lián)受體c 通道偶聯(lián)受體d 以上都不是2 心鈉肽是心房肌細(xì)胞產(chǎn)生的肽激素 對血壓具有調(diào)節(jié)作用 心鈉肽作為第一信使作用于受體 并在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使 下面四種第二信使中哪一種對于心鈉肽具有應(yīng)答作用 a cAMPb cGMPc Ca2 d DAG 3 下列關(guān)于信息分子的描述中 不正確的一項(xiàng)是 a 本身不介于催化反應(yīng)b 本身不具有酶的活性c 能夠傳遞信息d 可作為作用底物4 下列通訊系統(tǒng)中 受體可進(jìn)行自我磷酸化的是 a 鳥苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)b 酪氨酸蛋白激酶系統(tǒng)c 腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)d 肌醇磷脂系統(tǒng) 5 表皮生長因子 EGF 的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是通過 的方式實(shí)現(xiàn)的 a 活化酪氨酸激酶b 活化腺苷酸環(huán)化酶c 活化磷酸二酯酶d 抑制腺苷酸環(huán)化酶6 動物細(xì)胞間信息的傳遞主要是通過 a 緊密連接b 間隙連接c 橋粒d 胞間連絲 7 在下列激酶中